EP0260163B1 - Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage des armatures tendues - Google Patents

Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage des armatures tendues Download PDF

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EP0260163B1
EP0260163B1 EP87401741A EP87401741A EP0260163B1 EP 0260163 B1 EP0260163 B1 EP 0260163B1 EP 87401741 A EP87401741 A EP 87401741A EP 87401741 A EP87401741 A EP 87401741A EP 0260163 B1 EP0260163 B1 EP 0260163B1
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jaw
tapered end
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lateral surface
cable
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Pierre Jartoux
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Freyssinet International STUP SA
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    • 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
    • E04C5/122—Anchoring devices the tensile members are anchored by wedge-action

Definitions

  • the invention relates to devices for anchoring tensile reinforcements and more particularly to these devices, which comprise a longitudinally split annular jaw having a rough inner cylindrical surface, in particular ridged, and an outer lateral surface of frustoconical appearance, jaw which surrounds one end of the frame to be anchored and which cooperates with a complementary recess recessed in a rigid anchoring part, this housing being dimensioned in such a way that it contiguously surrounds the whole of the tapered end of the jaw.
  • the reinforcements considered by the word cables will be designated, for the purpose of simplification and without any limitation being implied, the reinforcements in question generally being constituted by cables or strands composed of several twisted wires, but which can also be formed differently. , for example by bars.
  • the jaw is practically undeformable and the variations in elongation of the cable result in relative displacements between the rough interior face of the thinnest end of the jaw. and the section of cable surrounded by this end.
  • This wear has the effect of tearing off said section of very small metal particles (generally iron) which oxidize rapidly and swell thereby: then migrating into the grain boundaries of the metallic structure constituting the cable section , these magnified oxide particles exert a wedge effect capable of bursting this structure and therefore of creating cracks in the cable, or even of breaking the latter.
  • very small metal particles generally iron
  • the object of the invention is, above all, to remedy this drawback.
  • the tapered jaws split according to the invention are chosen from those for which the half-angle at the top of the outer lateral surface, of frustoconical shape, of the tapered end is less than 10 ° (see for example the document US-A 3,163,904) and they are characterized in that the radial thickness E of the annular end portion of said tapered end is less than or equal to 1 / 10th of the internal radius R of this end.
  • 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.
  • Figures 1 and 2 of this drawing show respectively in axial section and in cross section along II-II, Figure 1, a cable anchoring device established according to the invention.
  • the cable 1 is here composed of twisted steel wires 2 and the anchoring device comprises a split jaw 3 of frustoconical shape suitable for jointing this cable and introduced into a complementary housing 4 it - even hollowed out in a rigid anchoring plate 5.
  • the split jaw is composed of three identical keys 6 forming by their lateral juxtaposition a ring whose inner surface is cylindrical of revolution and whose outer surface has a frustoconical shape of revolution.
  • the inner cylindrical face of the jaw is roughened by the formation of threads or ridges 7 or by bonding of abrasive grains.
  • the tapered end of the jaw is relatively thick, namely of the order of 2 mm or more as in known embodiments, this end is not deformable.
  • the tapered end of the jaw is given very thinness while intimately joining this end with the cable.
  • the sliding can occur without damage, the faces in contact then being both smooth and no disadvantage resulting from their relative displacements.
  • the great thinness of the tapered end of the jaw is defined as follows.
  • the thickness E of the terminal annular section of this end is at most equal to 1 / 10th of the internal radius R of this section.
  • the thickness E is between 0.5 and 0.8 mm.
  • the half-angle at the apex A of the lateral surface of revolution of frustoconical shape which externally delimits the tapered end of the jaw is less than 10 ° .
  • This half-angle A is preferably of the order of 5.5 ° .
  • said end does not protrude axially from the anchor plate 5: its end edge is on the contrary inside this plate.
  • the keys 6 are not only very thin, but also relatively long: their length L is generally greater than 30 times the thickness E of the terminal section of their tapered end as defined above.
  • the jaw was composed of three identical keys for which the dimensions E, R and L above were respectively 0.7 mm, 8 mm and 45 mm.
  • the outside diameter of the largest base of the jaw was 27 mm and the ridges 7 had a pitch of 0.5 mm and a depth of 0.3 mm.
  • the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; it embraces in particular the variants where the number of slots provided in each jaw, a number determining that of the keys making up the jaw, would be different from three and for example equal to one, two or four.

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Description

  • L'invention concerne les dispositifs d'ancrage des armatures tendues et plus particulièrement ceux, de ces dispositifs, qui comprennent un mors annulaire fendu longitudinalement présentant une surface cylindrique intérieure rugueuse, notamment striée, et une surface latérale extérieure d'allure tronconique, mors qui entoure une extrémité de l'armature à ancrer et qui coopère avec un logement complémentaire évidé dans une pièce rigide d'ancrage, ce logement étant dimensionné de façon telle qu'il entoure jointivement la totalité de l'extrémité effilée du mors.
  • Elle concerne plus particulièrement le cas où l'armature à ancrer est sujette à des variations chroniques de tension et donc d'allongement, comme c'est le cas pour les haubans qui supportent les tabliers des ponts suspendus.
  • Dans ce qui suit, on désignera les armatures considérées par le mot câbles, dans un but de simplification et à titre nullement limitatif, les armatures en question étant généralement constituées par des câbles ou torons composés de plusieurs fils torsadés, mais pouvant également être constituées différemment, par exemple par des barres.
  • Dans les modes de réalisation actuels des dispositifs d'ancrage du genre ci-dessus, le mors est pratiquement indéformable et les variations d'allongement du câble se traduisent par des déplacements relatifs entre la face rugueuse intérieure de l'extrémité la plus mince du mors et le tronçon de câble entouré par cette extrémité.
  • Ces déplacements relatifs sont des sources d'usure dudit tronçon.
  • Cette usure a pour effet d'arracher dudit tronçon de très petites particules de métal (en général du fer) qui s'oxydent rapidement et gonflent de ce fait: en migrant ensuite dans les joints de grain de la structure métallique constitutive du tronçon de câble, ces particules d'oxyde grossies exercent un effet de coin capable de faire éclater cette structure et donc de créer des fissures dans le câble, voire même de rompre celui-ci.
  • L'invention a pour but, surtout, de remédier à cet inconvénient.
  • A cet effet les mors tronconiques fendus selon l'invention sont choisis parmi ceux pour lesquels le demi-angle au sommet de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée est inférieur à 10° (voir par exemple le document US-A 3 163 904) et ils sont caractérisés en ce que l'épaisseur radiale E de la tranche terminale annulaire de ladite extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/10ème du rayon intérieur R de cette extrémité.
  • Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes:
    • - le demi-angle au sommet de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée du mors est de l'ordre de 5 à 6°,
    • - le demi-angle au sommet selon l'alinéa précédent décroît et tend vers zéro en direction de la tranche terminale de l'extrémité effilée,
    • - la longueur du mors est supérieure à 30 fois l'épaisseur radiale E ci-dessus,
    • - la portion de la face interne, du logement recevant le mors, qui entoure l'extrémité effilée de ce mors et est appliquée jointivement contre cette extrémité, est polie,
    • - un lubrifiant est interposé entre l'extrémité effilée du mors et la face en regard du logement avec laquelle cette extrémité coopère.
  • 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.
  • Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent respectivement en coupe axiale et en coupe transversale selon II-II, figure 1, un dispositif d'ancrage de câble établi selon l'invention.
  • D'une façon connue en soi, le câble 1 est ici composé de fils d'acier 2 torsadés et le dispositif d'ancrage comprend un mors fendu 3 d'allure tronconique propre à entourer jointivement ce câble et introduit dans un logement complémentaire 4 lui-même évidé dans une plaque rigide d'ancrage 5.
  • Le mors fendu est composé de trois clavettes identiques 6 formant par leur juxtaposition latérale une bague dont la surface intérieure est cylindrique de révolution et dont la surface extérieure présente une allure tronconique de révolution.
  • La face cylindrique intérieure du mors est rendue rugueuse par formation de filets ou stries 7 ou par collage de grains abrasifs.
  • Si l'extrémité effilée du mors est relativement épaisse, savoir de l'ordre de 2 mm ou davantage comme dans les réalisations connues, cette extrémité n'est pas déformable.
  • Si alors le câble est soumis à des tensions variables, c'est-à-dire à des déformations longitudinales alternatives, comme c'est le cas par exemple pour les haubans supportant les tabliers des ponts suspendus, l'expérience montre qu'il y a risque de fissure ou même de rupture du câble au niveau de l'extrémité effilée du mors.
  • En effet, si l'amplitude des déformations longitudinales du câble est nulle au niveau de la grande base du mors, où l'ancrage dans la pièce rigide 5 est totalement assuré, elle est au contraire maximum au niveau de la petite base du mors, vu qu'au-delà de cette petite base la liberté de déformation du câble n'est aucunement entravée.
  • Lorsque les clavettes ne sont pas déformables même à leurs extrémités effilées, on observe obligatoirement audit niveau de la petite base du mors des glissements avec frottement entre le câble et les clavettes, susceptibles d'arracher du câble des molécules de métal, lesquelles s'oxydent, gonflent et risquent de faire éclater la structure métallique environnante par pénétration dans les joints de grain de la structure métallique du câble selon un effet comparable à celui des coins de bois gonflés par de l'eau.
  • Pour remédier à cet inconvénient, selon l'invention, on donne à l'extrémité effilée du mors une très grande minceur tout en solidarisant intimement cette extrémité avec le câble.
  • Il résulte de cette double caractéristique que d'une part l'extrémité effilée considérée est déformable longitudinalement et que, d'autre part, elle est effectivement déformée longitudinalement lorsque le câble l'est.
  • Les glissements générateurs de frottement et d'usure qui étaient observés précédemment entre le câble 1 et les clavettes 6 ne se produisent donc plus et sont remplacés par des glissements entre les clavettes 6 et leur logement 4.
  • Or à l'interface logement-clavette, désignée par la référence 9 sur la figure 1, les glissements peuvent intervenir sans dommage, les faces en contact étant alors toutes les deux lisses et aucun inconvénient ne résultant de leurs déplacements relatifs.
  • Pour réduire au maximum les risques de frottement à cette interface g, il peut être avantageux :
    • - de polir la face interne du logement 4, ou tout au moins de sa portion qui entoure l'extrémité effilée du mors,
    • - et même d'interposer un lubrifiant entre ladite face ou extrémité et le mors qui coagit avec elle.
  • La grande minceur de l'extrémité effilée du mors est définie comme suit.
  • D'une part l'épaisseur E de la tranche terminale anulaire de cette extrémité est au plus égale au 1/10ème du rayon intérieur R de cette tranche.
  • A titre d'exemple, si le rayon R est de l'ordre de 8 mm, l'épaisseur E est comprise entre 0,5 et 0,8 mm.
  • D'autre part le demi-angle au sommet A de la surface latérale de révolution d'allure tronconique qui délimite extérieurement l'extrémité effilée du mors est inférieur à 10°.
  • Ce demi-angle A est de préférence de l'ordre de 5,5°.
  • Quant à l'application radiale intime de chaque extrémité effilée de clavette contre le câble, elle est assurée par un emprisonnement serré de cette extrémité entre le logement 4 du mors et ledit câble 1.
  • En d'autres termes, ladite extrémité ne fait pas saillie axialement hors de la plaque d'ancrage 5 : sa tranche terminale se trouve au contraire à l'intérieur de cette plaque.
  • Pour accroître encore ce double effet de minceur et de serrage radial de l'extrémité effilée du mors contre le câble, on peut envisager des variantes selon lesquelles le demi-angle au sommet A de la surface latérale extérieure de cette extrémité effilée deviendrait quasiment nul, cette surface n'ayant plus alors une forme rigoureusement tronconique mais une forme de révolution se rapprochant d'un cylindre et dont la génératrice s'étendrait selon un arc d'hyperbole admettant une asymptote parallèle à l'axe du mors.
  • Dans les modes de réalisation préférés, les clavettes 6 sont non seulement très minces, mais aussi relativement longues : leur longueur L est en général supérieure à 30 fois l'épaisseur E de la tranche terminale de leur extrémité effilée telle que définie ci-dessus.
  • A titre d'exemple purement illustratif, on indique que, dans une réalisation ayant donné toute satisfaction, le mors était composé de trois clavettes identiques pour lesquelles les dimensions E, R et L ci-dessus étaient respectivement de 0,7 mm, 8 mm et 45 mm.
  • Le diamètre extérieur de la plus grande base du mors était de 27 mm et les stries 7 avaient un pas de 0,5 mm et une profondeur de 0,3 mm.
  • En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement des dispositifs d'ancrage de câbles dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède.
  • Ces dispositifs présentent sur ceux antérieurement connus l'important avantage d'accroître considérablement la durée de vie ou résistance à la "fatigue" des câbles ancrés par eux lorsque ceux-ci sont soumis à des effets dynamiques, c'est-à-dire variables, du fait que le mouvement relatif entre chaque câble et la pièce d'ancrage correspondante est transféré de l'interface rugueuse câble-extrémités effilées des clavettes à l'interface lisse extrémités effilées des clavettes-logement de ces extrémités, transfert rendu possible par la très grande minceur donnée auxdites extrémités effilées, combinée au serrage intime de ces dernières contre le câble et à l'état rugueux de la face interne desdites extrémités, lesquelles sont donc solidarisées intimement avec la portion de câble qu'elles entourent.
  • 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 embrasse notamment les variantes où le nombre des fentes prévues dans chaque mors, nombre déterminant celui des clavettes constitutives du mors, serait différent de trois et par exemple égal à un, deux ou quatre.

Claims (10)

1. Dispositif d'ancrage pour câble tendu (1), qui comprend un mors (3) fendu longitudinalement présentant une surface cylindrique intérieure rugueuse (7), notamment striée, et une surface latérale extérieure d'allure tronconique, mors qui entoure une extrémité du câble et qui coopère avec un logement complémentaire (4) évidé dans une pièce rigide (5), ce logement étant dimensionné de façon telle qu'il entoure jointivement la totalité de l'extrémité effilée du mors, le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée du mors étant inférieur à 10°, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale (E) de la tranche terminale annulaire de ladite extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/10ème du rayon intérieur (R) de cette extrémité.
2. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée du mors est de l'ordre de 5°.
3. Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure de l'extrémité effilée du mors (3) décroit et tend vers zéro en direction de la tranche terminale de cette extrémité.
4. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la longueur du mors est supérieure à 30 fois l'epaisseur de la tranche terminale de son extrémité effilée.
5. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la portion de la face interne, du logement (4) recevant le mors (3), qui entoure l'extrémité effilée de ce mors et est appliquée jointivement contre cette extrémité, est polie.
6. Dispositif d'ancrage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un lubrifiant est interposé entre l'extrémité effilée du mors (3) et la face en regard du logement (4) avec laquelle cette extrémité coopère.
7. Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le rayon intérieur (R) de la tranche terminale de l'extrémité effilée du mors est de l'ordre de 8 mm et en ce que l'épaisseur (E) de cette tranche est de l'ordre de 0,6 à 0,8 mm.
8. Mors compris dans un dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des précédentes revendications, pour lequel le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure, d'allure tronconique, de l'extrémité effilée est inférieur à 10°, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale (E) de la tranche terminale annulaire de ladite extrémité effilée est inférieure ou égale au 1/10ème du rayon intérieur (R) de cette extrémité.
9. Mors selon la revendication 8, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (A) de la surface latérale extérieure de son extrémité effilée décroit et tend vers zéro en direction de la tranche terminale de cette extrémité.
10. Mors selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que sa longueur est supérieure à 30 fois l'épaisseur de la tranche terminale de son extrémité effilée.
EP87401741A 1986-07-31 1987-07-24 Perfectionnements aux dispositifs d'ancrage des armatures tendues Expired EP0260163B1 (fr)

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EP0260163A1 EP0260163A1 (fr) 1988-03-16
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AT (1) ATE46555T1 (fr)
DE (1) DE3760589D1 (fr)
ES (1) ES2010712B3 (fr)
FR (1) FR2602258B1 (fr)
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