EP1061204A1 - Procédé et dispositif pour tendre un câble multi-torons entre deux ancrages - Google Patents

Procédé et dispositif pour tendre un câble multi-torons entre deux ancrages Download PDF

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EP1061204A1
EP1061204A1 EP00401635A EP00401635A EP1061204A1 EP 1061204 A1 EP1061204 A1 EP 1061204A1 EP 00401635 A EP00401635 A EP 00401635A EP 00401635 A EP00401635 A EP 00401635A EP 1061204 A1 EP1061204 A1 EP 1061204A1
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EP
European Patent Office
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strand
displacement
tensioning
cable
strands
Prior art date
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Application number
EP00401635A
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German (de)
English (en)
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EP1061204B1 (fr
Inventor
Cyrille Fargier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GTM Construction SAS
Vinci Construction Grands Projets SAS
Original Assignee
DUMEZ-GTM
GTM Construction SAS
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Publication date
Application filed by DUMEZ-GTM, GTM Construction SAS filed Critical DUMEZ-GTM
Publication of EP1061204A1 publication Critical patent/EP1061204A1/fr
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Publication of EP1061204B1 publication Critical patent/EP1061204B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D11/00—Suspension or cable-stayed bridges
    • 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
    • E01D19/16—Suspension cables; Cable clamps for suspension cables ; Pre- or post-stressed cables
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • 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
    • E04G2021/128—Prestressing each strand of a cable one by one to the same tension

Definitions

  • the present invention relates to a method for tensioning a cable formed of a bundle of several strands kept parallel to each other between two anchors, of the type consisting in tensioning individually and successively the different strands of the cable using a traction device.
  • the invention relates to also a device allowing the implementation of the method mentioned above.
  • the method and the device according to the invention can be used in particular in the construction of cable-stayed bridges, suspension bridges or others large structures, such as sports stadiums, in which guy ropes or lines made up of multi-strand cables are used to support or stabilize elements of the structure of the structure, such as a bridge deck, roofing elements or pylons.
  • the technique of individually stretching and successively the different strands of a multi-strand cable is advantageous, by compared to the technique of simultaneously stretching all the strands of the cable multi-strand, insofar as the first technique allows the use of a device traction, usually a hydraulic jack or traction winch, which is much smaller, much lighter and significantly less powerful than that which would be necessary to simultaneously tension all the strands of the cable (see patent FR 2,652,866).
  • the difficulty is to obtain that, at the end of the cable tensioning process, all the strands have the same tension so that they all contribute in the same proportion to the tensile force of the cable.
  • This difficulty is mainly due to the fact that each time a strand of the cable is energized, it causes a modification of the tension of the strand (s) which have been previously tensioned. This change in voltage itself has several causes.
  • a first cause is due to causes the two anchors at the ends of the strands to approach each other at the as the strands are stretched and / or as the number of strands stretched increases, this approximation of the anchors being itself due to the flexibility of the structural elements (bridge deck, pylons, etc.) at which the ends of the cable are anchored.
  • Another cause of the voltage change is that that each time a strand of the cable is energized, it takes up part of the load applied to the previously tensioned strands, so that they are subjected to a lower load and their voltage decreases. For all these reasons and still others, it is difficult to determine or calculate in advance the tension which it must be given to each strand of the cable when the strands are sequentially placed under pressure.
  • the present invention therefore aims to provide a method and a device for sequentially tensioning the strands of a multi-strand cable so as to obtain, at the end of the tensioning process, the same tension value for all cable strands.
  • the anchor A1 is for example a high anchor situated in the head part of a pylon of a cable-stayed bridge, while the anchor A2 is for example a low anchor situated on the deck of the cable-stayed bridge.
  • the anchor A1 is for example a high anchor situated in the head part of a pylon of a cable-stayed bridge
  • the anchor A2 is for example a low anchor situated on the deck of the cable-stayed bridge.
  • the strand t k-1 has already been tensioned and anchored at its two ends respectively in the anchoring heads TA1 and TA2, while the strand t k is anchored only at one end, in the anchor head TA1, and a traction cylinder or hydraulic winch 1 is installed on the other end of the strand t k and bears against the anchor head TA2 in order to tension this strand.
  • a displacement sensor 2 or other similar measuring device is associated with the traction cylinder 1 to measure its stroke when it is actuated, or, which amounts to the same thing, to measure the displacement value of the end of the strand t k which is pulled by the traction cylinder 1.
  • FIGS. 1 and 2 also show an elongated reference element t ref , which is associated with the cable so that it is collinear with it, one end of the elongated reference element being attached to a fixed point, while its other end is free to move in the longitudinal direction of the cable.
  • This elongated element of reference t ref can advantageously consist of one of the strands of the cable.
  • one of the ends of the reference strand t ref can be anchored for example in the anchoring head TA1, while its other end is free to move in one of the holes of the other head d TA2 anchor.
  • a second displacement sensor 3 or other similar measuring device is associated with the free end of the reference strand t ref in order to measure the displacement of this end, that is to say the quantity from which this end "comes out” of the TA2 anchor head each time a strand of the cable is tensioned using the traction cylinder 1.
  • a carrier element tp which serves to support the cable at least at the start of the series of operations for tensioning the strands of the cable, preferably during the entire series of operations for setting voltage.
  • This carrier element tp can also advantageously be constituted by one of the strands of the cable.
  • the supporting strand t p is installed first between the anchors A1 and A2 and its ends are anchored to the two anchor heads TA1 and TA2.
  • each strand is represented as being anchored in TAI and TA2 anchor heads distinct from those of the other strands of the cable, such a representation was simply adopted for the convenience of the drawing, it being understood that the anchoring heads TA1 are in made up of a single anchor head with a number of holes in the less equal to the number of strands in the cable. Likewise, the different anchor heads TA2 shown in Figures 1 and 2 are in fact constituted by a single head anchor having a number of holes at least equal to the number of strands of the cable.
  • the free end of the reference strand t ref has left the anchoring head TA2 by an amount d k .
  • the elongation of the strand t k-1 is now equal to [ ⁇ L - (d k - d k-1 )].
  • the strand t k is pulled until its end pulled by the traction cylinder 1 has moved a quantity S k (measured by the displacement sensor 2) which is equal to ⁇ L 1 - (d k-1 - d 1 ), where ⁇ L 1 is the elongation of the cable which was stretched first, measured after this first setting tension, and d 1 is the quantity of which the free end of the reference strand t ref has left the anchoring head TA2 after the tensioning of the first strand.
  • the curvilinear length of each strand of cable measured between the two anchors A1 and A2, that is the same for all the strands of the cable.
  • This can be achieved when all cable strands are arranged in a common sheath, preferably in a sheath in which there is a multi-channel guide able to hold the strands of the cable parallel to each other.
  • a sheath is for example described in the application FR-99.02799 filed March 5, 1999 in the names of the same applicants.
  • the sheath has been schematically shown in phantom in Figure 1 and it is designated by the reference number 4.
  • the temperature of the different strands is the same in the cable. This can again be obtained with a satisfactory approximation using the aforementioned sheath.
  • a cable made up of n strands t 1 .... t n between the two anchors A1 and A2 we start by installing the cable sheath 4 between the two anchors A1 and A2.
  • One of the strands of the cable can advantageously be used as a supporting strand t p .
  • this strand is threaded through one of the holes of the anchoring head TA2 and into the sheath 4 until its end of the head reaches a corresponding hole in the anchoring head TA1 where this head end is conventionally anchored, while the rear end of the reference strand t ref is left free to move in the corresponding hole in the head TA2 anchor.
  • the displacement sensor 3 is then installed at the free rear end of the reference strand t ref in order to measure the displacements relative to the anchoring head TA2.
  • the strand t 1 is threaded into one of the holes in the anchor head TA2, in the sheath 4 and into a corresponding hole in the anchor head TAI, then its head end is anchored in the head d TA1 anchor.
  • the traction cylinder 1 is then installed with the displacement sensor 2 on the rear end of the strand t 1 .
  • the two strands t ref and t 1 have the same curvilinear length L 0 (FIG. 3a) and the two displacement sensors 2 and 3 are reset to zero.
  • N 01 is the voltage to be applied to the strand so that t 1
  • the desired tension is obtained in the cable, that is to say in all the strands t 1 to t n thereof.
  • N 01 is calculated according to a method well known to those skilled in the art.
  • the desired initial tension it can for example be tensioned until it has undergone a predefined elongation, calculated by a known method.
  • the strand t 2 is threaded through a hole in the anchor head TA2 and into the sheath 4 and its head end is anchored in a known manner in the anchor head TA1.
  • the traction cylinder 1 and the measurement sensor 2, suitably reset, are removed from the cable t 1 and installed at the rear end 8 of the strand t 2 as shown in FIG. 3c.
  • all the strands t ref , t 1 and t 2 have a curvilinear length equal to L 1 .
  • the end 8 of the strand t 2 is pulled to put it under tension, and this strand is anchored in the anchoring head TA2 (FIG. 3d).
  • the strands After tensioning and anchoring of the strand t 2 , the strands have a curvilinear length L 2 , the end 8 of the strand t 2 has moved by the quantity S 2 (measured by the displacement sensor 2), and the two points 6 and 9 at the free end of the reference strand t ref have moved together by the quantity a 2 relative to the anchoring head TA2 (a 2 being measured by the displacement sensor 3).
  • the strand t 3 is threaded into a hole in the anchor head TA2 and into the sheath 4 and its head end is anchored so classic in a corresponding hole in the TA1 anchor head. Then, the traction cylinder 1 and the displacement sensor 2, suitably reset, are removed from the cable t 2 and installed at the rear end 11 of the strand t 3 against the anchoring head TA2 as shown in FIG. . At this moment, all the strands t ref , t 1 , t 2 and t 3 have the same curvilinear length L 2 .
  • the tensioning of the cable is continued for each of the following strands of the cable in the same manner as that described above with regard to the strands t 2 to t k , and this up to the strand t n .
  • the supporting strand t p is tensioned in penultimate (strand t n-1 ) and the reference strand t ref is stretched last (strand t n ).
  • the reference strand or last strand t n may be lengthened by the same elongation ⁇ L n-1 as the elongation given to the previously stretched strand t n-1 , if this approximation is acceptable, or it is elongated by said elongation ⁇ L n-1 deducted from the loss of elongation of the preceding strands, measured or calculated which is caused by the tensioning of the reference strand stretched last.
  • all the strands stretched have the same length between anchors and that their elongation has been made identical. Consequently, their axial stresses are identical when their elastic moduli are identical. This finding is independent of the section of each of the strands, which section could therefore be non-homogeneous in the cable, if desired.
  • a tensioning cycle is repeated by successively retensioning the strands t 1 to t n-1 in order to equalize their elongations, therefore their final tension. .
  • This second tensioning cycle can be carried out relatively quickly since the strands no longer have to be threaded into the sheath of the cable and the amounts of displacement S i to be carried out to retighten the strands will generally be relatively small.
  • the last strand t n which was used as the reference strand can be tensioned and anchored as indicated above.
  • the predefined compensation value e can be determined for example by calculations and / or measurements carried out beforehand during tests on equipment anchor and with strands identical to those used for the implementation of the method according to the invention. Usually the value of e is on the order of a few millimeters.
  • the output of the displacement sensor 2 is connected on the one hand to a first memory 13 and, on the other hand, to the negative input of a comparator 14.
  • the memory 13 is arranged to store the value S 1 .
  • the memory 13 stores the value S 1 , it can nevertheless be arranged to store even in the first case all the values of S k measured by the sensor displacement 2. This can be useful for subsequent checks or statistics.
  • the memory 13 is connected to a computer 15 and sends to it either the value S 1 if the method according to the invention is implemented using the formula (23) or (25), or the value S k-1 if the method according to the invention is implemented using formula (24) or (26).
  • a predefined compensation value e is also sent to the computer 15.
  • This compensation value e can for example be entered by a user using a keyboard and saved in a memory of the calculator 15.
  • the setpoint value S kc calculated by the computer 15 is sent to the positive input of comparator 14 which compares this setpoint with the real value s kr measured at the same time by the displacement sensor 2.
  • the output of comparator 14 is connected to the input of a regulator 17, the output of which controls a motor-pump unit 18 hydraulically connected to the traction cylinder 1 to supply it with hydraulic fluid under pressure.
  • the regulator 17 is a regulator of the PID type (Integral Derivative Proportional Regulator) in order to avoid any oscillation or other instability in the control of the traction cylinder 1.
  • the comparator 14 detects that the stroke of the cylinder 1 (actual value S kr ) has reached the setpoint value S kc calculated by the computer 15, it causes the traction cylinder 1 to stop by the regulator 17 and the motor-pump unit 18.
  • the two memories 13 and 16 and the computer 15 can be part of a programmable controller or microcomputer.
  • the two memories 13 and 16 can then be constituted by memory areas of the random access memory of the programmable controller or the microcomputer, and the computer 15 can be consisting of the microprocessor of the programmable logic controller or the microcomputer.
  • the function of comparator 14 could also be fulfilled by the microprocessor, suitably programmed, from the PLC or microcomputer.
  • each strand t k of the cable is threaded into the sheath 4 after the preceding strand tk-i of the cable has been tensioned and anchored, one could also consider d '' thread all the strands of the cable into the sheath 4 before tensioning them one by one, or the strands of the cable could be threaded in groups of strands and the strands of each group could be tensioned successively one by one.

Landscapes

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Abstract

Dans ce procédé, dans lequel les torons, en faisceau parallèle, du câble sont tendus séquentiellement, un toron du câble à tendre, utilisé comme toron de référence tref, est ancré à une extrémité et équipé à son autre extrémité, d'un capteur (3) qui indique la valeur dont cette autre extrémité se déplace hors de la tête d'ancrage (TA2) chaque fois qu'un toron (tk) du câble est tendu par le vérin (1). Un autre capteur (2) associé au toron (tk) à tendre indique la valeur (Sk) dont son extrémité se déplace pendant qu'il est tendu. A la valeur indiquée par le capteur (3) correspond une variation d'allongement (tension) dans les torons déjà tendus. Quand on tend le toron (tk) on connaít donc la baisse d'allongement des torons déjà tendus et, par suite, leur allongement résiduel. On peut ainsi tendre le toron (tk) de façon à lui donner un allongement égal à l'allongement résiduel des torons déjà tendus. Ceci peut être effectué automatiquement à l'aide d'un automate (13-17) qui reçoit les informations provenant des capteurs (2 et 3) et commande l'arrêt du groupe moto-pompe (18) alimentant le vérin (1) en fluide hydraulique.

Description

La présente invention concerne un procédé pour tendre un câble formé d'un faisceau de plusieurs torons maintenus parallèles les uns aux autres entre deux ancrages, du type consistant à tendre individuellement et successivement les différents torons du câble à l'aide d'un appareil de traction. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé sus-indiqué.
Le procédé et le dispositif selon l'invention sont utilisables notamment dans le domaine de la construction des ponts à haubans, des ponts suspendus ou d'autres ouvrages de grandes dimensions, comme par exemple des stades omnisports, dans lesquels des haubans ou des suspentes constitués par des câbles multi-torons sont employés pour supporter ou stabiliser des éléments de la structure de l'ouvrage, comme par exemple un tablier de pont, des éléments de couverture ou des pylônes.
Comme cela est bien connu, la technique consistant à tendre individuellement et successivement les différents torons d'un câble multi-torons est avantageuse, par rapport à la technique consistant à tendre simultanément tous les torons du câble multi-torons, dans la mesure où la première technique permet d'utiliser un appareil de traction, en général un vérin ou treuil hydraulique de traction, qui est beaucoup plus petit, beaucoup plus léger et nettement moins puissant que celui qui serait nécessaire pour tendre simultanément tous les torons du câble (voir le brevet FR 2.652.866).
En revanche, comme cela est également bien connu, avec la technique consistant à tendre individuellement et successivement les différents torons du câble la difficulté est d'obtenir que, à la fin du processus de mise en tension du câble, tous les torons présentent la même tension afin qu'ils contribuent tous dans la même proportion à l'effort de traction du câble. Cette difficulté tient essentiellement au fait que chaque fois qu'un toron du câble est mis sous tension, il provoque une modification de la tension du ou des torons qui ont été précédemment tendus. Cette modification de tension a elle-même plusieurs causes. Une première cause tient au fait que les deux ancrages aux extrémités des torons se rapprochent l'un de l'autre au fur et à mesure que les torons sont tendus et/ou que le nombre des torons tendus augmente, ce rapprochement des ancrages étant lui-même dû à la flexibilité des éléments de structure (tablier de pont, pylônes etc...) auxquels les extrémités du câble sont ancrées. Une autre cause de la modification de tension réside dans le fait que chaque fois qu'un toron du câble est mis sous tension, il reprend une partie de la charge appliquée aux torons précédemment tendus, de sorte que ces derniers sont soumis à une charge moindre et que leur tension diminue. Pour toutes ces raisons et d'autres encore, il est difficile de déterminer ou de calculer à l'avance la tension qu'il faut donner à chaque toron du câble lorsque les torons sont mis séquentiellement sous tension.
La présente invention a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif pour tendre séquentiellement les torons d'un câble multi-torons de façon à obtenir, à la fin du processus de mise en tension, une même valeur de tension pour tous les torons du câble.
A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste :
  • a). à installer un élément allongé de référence de telle sorte qu'il soit colinéaire au câble et qu'une de ses extrémités soit attachée à un point fixe, tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer à travers l'un des deux ancrages et du câble ;
  • b). à tendre un premier toron en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que sa tension ou son allongement atteigne une valeur prédéfinie, et à ancrer alors ladite extrémité dudit premier toron ;
  • c). à mesurer une première quantité dont ladite extrémité du premier toron, soumise à ladite traction, s'est déplacée pendant l'étape b) ;
  • d). à mesurer une seconde quantité dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence s'est déplacée pendant l'étape b) ;
  • e). à tendre un second toron en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que ladite extrémité du second toron se soit déplacée d'une quantité prédéfinie correspondant à la différence entre lesdites première et seconde quantités et mesurées aux étapes c) et d), et à ancrer alors ladite extrémité dudit second toron;
  • f). à mesurer une quantité supplémentaire dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence s'est déplacée pendant l'étape e) ;
  • g). à tendre un troisième toron en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que ladite extrémité du troisième toron se soit déplacée d'une quantité prédéfinie correspondant à la différence entre ladite quantité prédéfinie de déplacement de l'extrémité dudit second toron pendant l'étape e) et ladite quantité supplémentaire de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence pendant l'étape e), et à ancrer alors ladite extrémité dudit troisième toron ;
  • h). à mesurer une quantité supplémentaire dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence s'est déplacée pendant l'étape g) ;
  • i). et ainsi de suite jusqu'à la mise en tension et l'ancrage du dernier toron sur lequel on exerce une traction jusqu'à ce que son extrémité soumise à la traction se soit déplacée d'une quantité prédéfinie correspondant à la différence entre la quantité prédéfinie de déplacement de l'extrémité, soumise à la traction, de l'avant dernier toron pendant sa mise en tension et la quantité supplémentaire de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence pendant la mise en tension de l'avant dernier toron, et à ancrer alors ladite extrémité dudit dernier toron.
    • Le procédé selon l'invention peut en outre présenter les caractéristiques suivantes :
    • Pour la mise en tension et l'ancrage d'un toron d'ordre k (2 ≤ k ≤ n, n étant le nombre de torons du câble) on calcule une valeur de consigne Skc pour le déplacement de l'extrémité du kième toron à tendre, on tire sur ladite extrémité tout en mesurant son déplacement réel, on compare, pendant ledit déplacement, la valeur réelle mesurée du déplacement à ladite valeur de consigne et, lorsque ladite valeur réelle mesurée atteint ladite valeur de consigne, on cesse de tirer sur le kième toron et simultanément on ancre son extrémité.
    • La valeur de consigne Skc est calculée d'après la formule :
      Figure 00040001
      où S1 est ladite première quantité de déplacement du premier toron et
      Figure 00040002
      est la somme des quantités dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence s'est déplacée pendant les mises en tension des torons d'ordre 1 à k-1.
    • Selon une variante, ladite valeur de consigne Skc est calculée d'après la formule :
      Figure 00040003
    où e est une valeur prédéfinie de compensation tenant compte d'une rétraction du kième toron au moment de l'ancrage de son extrémité soumise à la traction.
    • On peut utiliser l'un des torons du câble à tendre à titre d'élément allongé de référence. Dans ce cas, ledit toron servant d'élément allongé de référence est tendu et ancré en dernier.
    L'invention fournit également un dispositif pour tendre un câble multi-torons entre deux ancrages, comprenant un appareil de traction pouvant être adapté successivement à chacun des torons du câble pour les tendre individuellement et successivement, caractérisé en ce qu'il comprend :
  • a). un élément allongé de référence qui est associé au câble à tendre de telle façon qu'il soit colinéaire audit câble et qu'une de ses extrémités soit attachée en un point fixe, tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer à travers un trou de l'un des deux ancrages du câble;
  • b). un premier capteur de déplacement apte à être adapté successivement à chacun des torons du câble pour mesurer à chaque fois le déplacement d'une extrémité du toron auquel le premier capteur est adapté lorsque ladite extrémité du toron est soumise à une traction par ledit appareil de traction;
  • c). un premier moyen de mémorisation relié au premier capteur de déplacement pour mémoriser au moins la valeur du déplacement de l'extrémité du toron qui est tendu le premier ;
  • d). un second capteur de déplacement associé à l'élément allongé de référence pour mesurer le déplacement de son extrémité libre chaque fois qu'un toron du câble est mis en tension et ancré;
  • e). un second moyen de mémorisation relié au second capteur de déplacement pour mémoriser les valeurs de déplacement mesurées par ledit second capteur ;
  • f). des moyens de calcul et de commande reliés audit premier capteur de déplacement et auxdits premier et second moyens de mémorisation pour commander automatiquement l'arrêt de la traction exercée sur un toron d'ordre k (2 ≤ k ≤ n) du câble lorsque la valeur du déplacement mesurée par le premier capteur de déplacement atteint, pour ledit toron d'ordre k, une valeur de déplacement prédéfinie correspondant à la différence entre la valeur prédéfinie de déplacement de l'extrémité du toron d'ordre k-1 pendant la mise en tension de ce toron d'ordre k-1 et la valeur de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence pendant la mise en tension dudit toron d'ordre k-1.
    • Le dispositif selon l'invention peut en outre présenter les caractéristiques suivantes :
    • Lesdits moyens de calcul et de commande comprennent :
    • a). un moyen de calcul qui, préalablement à la mise en tension dudit toron d'ordre k calcule une valeur de consigne Skc pour le déplacement de l'extrémité dudit toron d'ordre k à tendre, ladite valeur de consigne étant calculée d'après la formule :
      Figure 00060001
         où S1 est la valeur du déplacement mémorisée dans le premier moyen de mémorisation à la fin de la mise en tension du toron d'ordre 1 qui a été tendu le premier, et
      Figure 00060002
      est la somme des valeurs de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence pendant les mises en tension des torons d'ordre 1 à k-1 ;
    • b). un comparateur ayant une première entrée reliée à la sortie du moyen de calcul et une seconde entrée reliée audit premier capteur de déplacement, pour comparer une valeur réelle instantanée de déplacement de l'extrémité du toron d'ordre k en cours de mise en tension à ladite valeur de consigne Skc, et pour fournir un signal de commande en cas d'égalité de ladite valeur réelle instantanée et de ladite valeur de consigne ; et
    • c). un moyen de commande qui est relié à la sortie du comparateur et qui réagit au signal de commande de celui-ci pour commander l'arrêt de l'appareil de traction.
    • Le dispositif comprend en outre un moyen d'entrée pour introduire dans ledit moyen de calcul une valeur de compensation e correspondant à la rétraction d'un toron lors de l'ancrage de son extrémité soumise à la traction, et en ce que ledit moyen de calcul calcule ladite valeur de consigne Skc d'après la formule :
      Figure 00060003
    • L'élément allongé de référence peut être constitué par l'un des torons du câble à tendre.
    L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • les figures 1 et 2 sont des schémas illustrant le principe général du procédé selon l'invention, la figure 1 correspondant à un état initial avant mise en tension d'un toron quelconque du câble, d'ordre k ≥ 2 dans la succession des opérations de tension des torons du câble, la figure 2 correspondant à un état final après mise en tension dudit toron d'ordre k ;
    • les figures 3a à 3f sont des schémas illustrant des étapes successives du procédé selon l'invention ;
    • la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant un mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
    En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on peut voir deux torons tk et tk-1 appartenant à un même câble multi-torons, dont les torons doivent être tendus entre deux ancrages A1 et A2. L'ancrage A1 est par exemple un ancrage haut situé dans la partie de tête d'un pylône d'un pont à haubans, tandis que l'ancrage A2 est par exemple un ancrage bas situé sur le tablier du pont à haubans. Dans la représentation des figures 1 et 2 le toron tk-1 a déjà été tendu et ancré à ses deux extrémités respectivement dans les têtes d'ancrage TA1 et TA2, tandis que le toron tk est ancré seulement à une extrémité, dans la tête d'ancrage TA1, et un vérin de traction ou treuil hydraulique 1 est installé sur l'autre extrémité du toron tk et prend appui contre la tête d'ancrage TA2 en vue de tendre ce toron. Un capteur de déplacement 2 ou autre appareil de mesure similaire est associé au vérin de traction 1 pour mesurer sa course lorsqu'il est actionné, ou, ce qui revient au même, pour mesurer la valeur de déplacement de l'extrémité du toron tk qui est tirée par le vérin de traction 1.
    Sur les figures 1 et 2, on a également représenté un élément allongé de référence tref, qui est associé au câble de telle façon qu'il soit colinéaire avec lui, l'une des extrémité de l'élément allongé de référence étant attachée à un point fixe, tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer dans la direction longitudinale du câble. Cet élément allongé de référence tref peut être avantageusement constitué par l'un des torons du câble. Dans ce cas, l'une des extrémités du toron de référence tref peut être ancrée par exemple dans la tête d'ancrage TA1, tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer dans l'un des trous de l'autre tête d'ancrage TA2. Un second capteur de déplacement 3 ou autre appareil de mesure similaire est associé à l'extrémité libre du toron de référence tref afin de mesurer le déplacement de cette extrémité, c'est-à-dire la quantité dont cette extrémité « sort » de la tête d'ancrage TA2 chaque fois qu'un toron du câble est mis en tension à l'aide du vérin de traction 1.
    Sur les figures 1 et 2, on a encore représenté un élément porteur tp qui sert à supporter le câble au moins au début de la série des opérations de mise en tension des torons du câble, de préférence pendant la série entière des opérations de mise en tension. Cet élément porteur tp peut être lui aussi avantageusement constitué par l'un des torons du câble. Dans ce cas, le toron porteur tp est installé en premier entre les ancrages A1 et A2 et ses extrémités sont ancrées aux deux têtes d'ancrage TA1 et TA2.
    Bien que dans les figures 1 et 2 les extrémités de chaque toron soient représentées comme étant ancrées dans des têtes d'ancrage TAI et TA2 distinctes de celles des autres torons du câble, une telle représentation a simplement été adoptée pour la commodité du dessin, étant bien entendu que les têtes d'ancrage TA1 sont en fait constituées par une unique tête d'ancrage comportant un nombre de trous au moins égal au nombre des torons du câble. De même, les différentes têtes d'ancrage TA2 représentées dans les figures 1 et 2 sont en fait constituées par une unique tête d'ancrage comportant un nombre de trous au moins égal au nombre des torons du câble.
    Comme cela sera démontré en détail plus loin, après la mise en tension du toron tk-1, on peut connaítre son allongement ΔL, ainsi que la quantité dk-1 (figure 1) dont l'extrémité libre du toron de référence tref est sortie de la tête d'ancrage TA2 (cette dernière quantité est donnée par le capteur de déplacement 3).
    A la fin de la mise en tension du toron tk (figure 2), l'extrémité libre du toron de référence tref est sortie de la tête d'ancrage TA2 d'une quantité dk. Comme cela sera démontré plus loin, l'allongement du toron tk-1 est maintenant égal à [ΔL - (dk - dk-1)]. Pour obtenir un allongement identique des torons tk et tk-1, ainsi que cela sera démontré plus loin, on tire le toron tk jusqu'à ce que son extrémité tirée par le vérin de traction 1 se soit déplacée d'une quantité Sk (mesurée par le capteur de déplacement 2) qui est égale à ΔL1 - (dk-1 - d1), où ΔL1 est l'allongement du câble qui a été tendu en premier, mesuré après cette première mise en tension, et d1 est la quantité dont l'extrémité libre du toron de référence tref est sortie de la tête d'ancrage TA2 après la mise en tension du premier toron.
    Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il convient que la longueur curviligne de chaque toron du câble, mesurée entre les deux ancrages A1 et A2, soit la même pour tous les torons du câble. Ceci peut être obtenu lorsque tous les torons du câble sont disposés dans une gaine commune, de préférence dans une gaine dans laquelle se trouve un guide multi-canaux apte à maintenir les torons du câble parallèles les uns aux autres. Une telle gaine est par exemple décrite dans la demande de brevet FR-99.02799 déposée le 5 mars 1999 aux noms des mêmes demanderesses. La gaine a été schématiquement représentée en traits mixtes dans la figure 1 et elle est désignée par le numéro de référence 4. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est aussi supposé que la température des différents torons est la même dans le câble. Ceci peut là encore être obtenu avec une approximation satisfaisante en utilisant la gaine susmentionnée.
    On va maintenant décrire en détail le processus de mise en tension des torons du câble. Dans la description qui va suivre, on utilisera les notations suivantes :
    • t1, t2, t3.... tk-1, tk....tn-1, tn désignent les torons du câble dans l'ordre suivant lequel ils sont mis en tension, n étant le nombre total des torons du câble et k étant un nombre tel que 2 ≤ k ≤ n ;
    • L0 désigne la longueur curviligne ( mesurée entre les deux ancrages A1 et A2) du toron de référence tref et du premier toron t1 avant mise en tension du toron t1 ;
    • N01 désigne la tension initiale donnée au premier toron t1 au début du processus de mise en tension des torons du câble ;
    • L1, L2, L3... désignent les longueurs curvilignes des torons (mesurées entre les ancrages A1 et A2) respectivement après la mise en tension du toron t1, t2, t3...., étant rappelé que, à tout moment, tous les torons déjà installés à ce moment dans la gaine 4 ont la même longueur curviligne ;
    • L01, L02, L03.... désignent les longueurs à vide (à tension nulle) des torons t1, t2, t3...., considérés comme étant limités aux deux sections qui sont ancrées dans les têtes d'ancrage TA1 et TA2, après mise en tension desdits torons ;
    • ΔLi,j désigne l'allongement du toron ti après mise en tension du toron tj ;
    • S1, S2, S3....Sk-1, Sk....Sn désignent les valeurs du déplacement (mesurées par le capteur de déplacement 2) d'un point de référence de l'extrémité du toron t1, t2, t3....tk-1, tk....tn qui, à l'instant considéré, est tiré par le vérin de traction 1 ;
    • a1 , a2, a3....ak-1, ak....an désignent les valeurs du déplacement (mesurées par le capteur de déplacement 3) d'un point de référence de l'extrémité libre du toron de référence tref, respectivement après mise en tension du toron t1, t2, t3....tk-1, tk....tn (Dans les figures 1 et 2, on notera que
      Figure 00100001
    Pour tendre un câble composé de n torons t1....tn entre les deux ancrages A1 et A2, on commence par installer la gaine 4 du câble entre les deux ancrages A1 et A2. A cet effet, on peut avantageusement utiliser l'un des torons du câble comme toron porteur tp. Dans ce cas, on commence par enfiler le toron porteur tp dans la gaine 4, puis on fait passer l'une des extrémités de ce toron porteur dans l'un des trous de la tête d'ancrage TA2 et on l'ancre dans ce trou de manière classique, par exemple au moyen de clavettes coniques. Ensuite, on fait passer l'autre extrémité du toron porteur tp dans un trou correspondant de la tête d'ancrage TA1 et on l'ancre dans ce trou.
    Ensuite, dans le cas où on utilise comme élément de référence un autre toron tref du câble, on enfile ce toron à travers l'un des trous de la tête d'ancrage TA2 et dans la gaine 4 jusqu'à ce que son extrémité de tête parvienne dans un trou correspondant de la tête d'ancrage TA1 où cette extrémité de tête est ancrée de manière classique, tandis que l'extrémité arrière du toron de référence tref est laissée libre de se déplacer dans le trou correspondant de la tête d'ancrage TA2. Le capteur de déplacement 3 est alors installé à l'extrémité arrière libre du toron de référence tref afin d'en mesurer les déplacements par rapport à la tête d'ancrage TA2.
    Ensuite, on enfile le toron t1 dans l'un des trous de la tête d'ancrage TA2, dans la gaine 4 et dans un trou correspondant de la tête d'ancrage TAI, puis on ancre son extrémité de tête dans la tête d'ancrage TA1. On installe ensuite le vérin de traction 1 avec le capteur de déplacement 2 sur l'extrémité arrière du toron t1. A ce moment, les deux torons tref et t1 ont la même longueur curviligne L0 (figure 3a) et les deux capteurs de déplacement 2 et 3 sont remis à zéro.
    Ensuite, au moyen du vérin de traction 1 on tend le toron t1 jusqu'à ce que sa tension atteigne une valeur prédéfinie N01, qui est la tension à appliquer au toron t1 pour que, à la fin du processus de mise en tension du câble, on obtienne la tension voulue dans le câble, c'est-à-dire dans tous les torons t1 à tn de celui-ci. Cette valeur initiale prédéfinie N01 de la tension du toron t1 est calculée suivant une méthode bien connue des hommes de l'art. A titre de variante, pour donner au toron t1 la tension initiale voulue, on peut par exemple le tendre jusqu'à ce qu'il ait subi un allongement prédéfini, calculé par une méthode connue. Selon une autre variante, après avoir mesuré de manière précise la longueur du toron t1, on peut aussi procéder à sa mise en tension en indiquant une longueur de toron à obtenir entre les têtes d'ancrage TA1 et TA2, cette longueur pouvant être par exemple repérée par des marques appropriées faites au préalable sur le toron t1.
    Après que le toron t1 a été tendu la tension initiale voulue N01, il est ancré au point 5 (figure 3b) dans la tête d'ancrage TA2. Pendant la mise en tension du toron t1, l'extrémité libre 6 du toron de référence tref s'est déplacée de la quantité a1, tandis que l'extrémité 7 du toron t1 s'est déplacée de la quantité Si comme montré dans la figure 3b. Les quantités S1 et a1 sont mesurées respectivement par les capteurs de déplacement 2 et 3. L'allongement ΔL1,1 du toron t1 sous la tension N01 est donné par la formule suivante : ΔL1,1 = S1 - a1
    Bien que ce résultat soit intuitif, il peut être démontré de la manière suivante. Si l'on considère que le toron de référence tref n'est jamais tendu et que sa longueur totale ne varie pas, on peut donc écrire : Lo = L1 + a1
    D'autre part, si l'on considère le toron t1, sa longueur curviligne L1 entre les deux têtes d'ancrage TA1 et TA2 est donnée par l'équation (3) suivante : L1 = L01 + ΔL1,1    dans laquelle L01 est la longueur à vide du toron t1 entre les deux têtes d'ancrage TA1 et TA2, et ΔL1,1 est son allongement sous la tension N01. En combinant les deux équations (2) et (3), on obtient l'équation suivante : L0 = L01 + ΔL1,1 + a1
    Etant donné que la longueur totale à vide du toron t1 ne varie pas, on peut donc aussi écrire : L0 = S1 + L01
    En combinant les équations (4) et (5), on obtient donc l'équation (6) suivante : S1 = ΔL1,1 + a1
    Cette équation (6) peut encore s'écrire comme l'équation (1) sus-indiquée. En conséquence, comme les quantités S1 et a1 peuvent être mesurées respectivement par les capteurs de déplacement 2 et 3, on peut donc facilement en déduire l'allongement ΔL1,1 du toron t1 soumis à la tension initiale N01.
    Ensuite, le toron t2 est enfilé dans un trou de la tête d'ancrage TA2 et dans la gaine 4 et son extrémité de tête est ancrée de manière connue dans la tête d'ancrage TA1. Le vérin de traction 1 et le capteur de mesure 2, convenablement remis à zéro, sont enlevés du câble t1 et installés à l'extrémité arrière 8 du toron t2 comme montré dans la figure 3c. A ce moment, tous les torons tref, t1 et t2 ont une longueur curviligne égale L1.
    Ensuite, au moyen du vérin de traction 1 on tire sur l'extrémité 8 du toron t2 pour le mettre sous tension, et on ancre ce toron dans la tête d'ancrage TA2 (figure 3d). Après la mise sous tension et l'ancrage du toron t2, les torons ont une longueur curviligne L2, l'extrémité 8 du toron t2 s'est déplacé de la quantité S2 ( mesurée par le capteur de déplacement 2), et les deux points 6 et 9 à l'extrémité libre du toron de référence tref se sont déplacés ensemble de la quantité a2 par rapport à la tête d'ancrage TA2 (a2 étant mesuré par le capteur de déplacement 3).
    Lorsqu'on tend le toron t2, l'allongement du toron t1 passe de ΔL1,1 à ΔL1,2 qui est donné par la formule : ΔL1,2 = ΔL1,1 - a2
    En effet, si l'on considère le toron de référence tref, qui n'est pas tendu, sa longueur totale reste la même dans les deux situations représentées dans les figures 3c et 3d. En conséquence, on peut écrire : L1 = L2 + a2
    D'autre part, si l'on considère le toron t1, sa longueur L1 (figures 3b et 3c) est donnée par la formule (3) sus-indiquée, tandis que sa longueur L2 (figure 3d) après mise en tension du toron t2 est donnée par la formule : L2 = L02 + ΔL1,2
    En combinant les formules (3), (8) et (9) on obtient donc : L02 + ΔL1,2 + a2 = L01 + ΔL1,1
    Or, comme les deux extrémités du toron t1 sont ancrées respectivement dans les têtes d'ancrage TA1 et TA2, la longueur à vide du toron t1 entre les deux têtes d'ancrage ne change pas en passant de la situation de la figure 3c à la situation de la figure 3d. En conséquence, L02 est égal à L01, de sorte que l'équation (10) peut s'écrire : ΔL1,2 + a2 = ΔL1,1    ou encore sous une forme identique à celle de l'équation (7) sus-indiquée. Après mise en tension du toron t2, le nouvel allongement ΔL1,2 du toron t1 est donc égal à la différence entre ΔL1,1 et a2. Si l'on veut que les torons t1 et t2 aient le même allongement après la mise sous tension du toron t2, il faut donc allonger ce toron t2 d'une quantité ΔL2,2 égale à ΔL1,2. Or, conformément à la démonstration déjà effectuée plus haut à propos du toron t1 et de la formule (1), l'allongement ΔL2,2 du toron t2 lors de sa mise sous tension est donné par une formule semblable à la formule (1), à savoir : ΔL2,2 = S2 - a2
    En combinant les équations (7) et (12), en tenant compte de l'équation (1), et en posant la condition désirée ΔL2,2 = ΔL1,2, on obtient donc : S2 = ΔL1,1 = S1 - a1
    En conclusion, pour allonger le toron t2 de ΔL2,2 = ΔL1,2, c'est-à-dire pour lui donner un allongement égal à celui du toron t1, il faut réaliser une course de vérin S2 égale à la différence S1 - a1. Etant donné que les quantités S1 et a1 ont déjà été mesurées respectivement par les capteurs de déplacement 2 et 3 au cours du processus de mise en tension du toron t1, la quantité S2 peut être facilement calculée et utilisée pour commander le fonctionnement du vérin 1 comme on le verra en détail plus loin.
    Une fois que le toron t2 a été tendu et ancré de la manière indiquée ci-dessus, le toron t3 est enfilé dans un trou de la tête d'ancrage TA2 et dans la gaine 4 et son extrémité de tête est ancrée de manière classique dans un trou correspondant de la tête d'ancrage TA1. Ensuite, le vérin de traction 1 et le capteur de déplacement 2, convenablement remis à zéro, sont enlevés du câble t2 et installés à l'extrémité arrière 11 du toron t3 contre la tête d'ancrage TA2 comme montré dans la figure 3e. A ce moment, tous les torons tref, t1, t2 et t3 ont la même longueur curviligne L2.
    Ensuite, au moyen du vérin de traction 1, on tire sur l'extrémité 11 du toron t3 pour le mettre sous tension et on l'ancre dans le trou correspondant de la tête d'ancrage TA2. A la fin de l'opération de mise en tension du toron t3 et ancrage de celui-ci dans la tête d'ancrage TA2, son extrémité arrière 11 s'est déplacée de la quantité S3 (mesurée par le capteur de déplacement 2), le point 12 à l'extrémité libre du toron de référence tref s'est déplacé d'une quantité a3 (mesurée par le capteur de déplacement 3) par rapport à la tête d'ancrage TA2, et tous les torons ont la même longueur curviligne L3, comme montré dans la figure 3f.
    Conformément au même principe que celui décrit précédemment à propos de la mise sous tension du toron t2, afin de donner au toron t3 le même allongement que celui acquis par les torons t1 et t2 après la mise en tension du toron t3, il convient d'allonger ce dernier toron d'une quantité ΔL3,3 qui est donnée par une formule semblable à la formule (7) sus-indiquée, à savoir : ΔL3,3 = ΔL1,3 = ΔL1,2 - a3
    En combinant les formule (7) et (14), on obtient : ΔL3,3 = ΔL1,3 = ΔL1,1 - a2 - a3    or, comme cela a déjà été démontré à propos des torons t1 et t2, l'allongement du toron t3 est aussi donné par une formule semblable aux formules (1) et (12), à savoir : ΔL3,3 = S3 - a3
    En combinant les formules (15) et (16) et en tenant compte des formules (1) et (13), on obtient donc : S3 = ΔL1,1 - a2 = S1 - a1 - a2 = S2 - a2
    Cette formule (17) peut encore s'écrire :
    Figure 00160001
    En conclusion, on voit donc que pour donner au toron t3 un allongement égal à celui des torons t1 et t2, il faut réaliser une course de vérin S3 qui est égale soit à la différence S2 - a2, soit à S1 moins la somme des déplacements ai de l'extrémité arrière libre du toron de référence tref au cours des mises en tension des torons t1 et t2.
    D'une manière générale, pour la mise en tension d'un toron quelconque tk du câble, on procède de manière semblable à celle décrite plus haut à propos des torons t2 et t3. Plus précisément, lors de la mise en tension du toron tk, pour donner à ce dernier un allongement égal à ceux des torons précédemment tendus t1 à tk-1 après que le toron tk a été tendu, il convient de donner à ce toron tk un allongement ΔLk,k qui est donné par une formule semblable aux formules (7) et (14) à savoir : ΔLk,k = ΔL1-k = ΔL1,k-1 - ak
    Or, par itération, la quantité ΔL1,k-1 est donnée par la formule :
    Figure 00160002
    En combinant les formules (19) et (20) on obtient donc :
    Figure 00170001
    Par ailleurs, l'allongement ΔLk,k du toron tk est lui-même donné par une formule semblable aux formules (1) et (12), à savoir : ΔLk,k = Sk - ak
    En comparant les formules (21) et (22) et en tenant compte de la formule (1), on voit donc que pour donner au toron tk un allongement égal à celui des autres câbles précédemment tendus t1 à tk-1, il convient de réaliser une course de vérin Sk qui est donnée par la formule :
    Figure 00170002
       formule qui peut encore s'écrire de manière suivante : Sk = Sk-1 - ak-1
    Comme les quantités S1 et ai ou les quantités Sk-1 et ak-1 sont connues ( elles ont déjà été calculées et/ou mesurées à l'aide des capteurs de déplacement 2 et 3), on voit donc que la course Sk du vérin 1 pour donner au toron tk un allongement égal à celui des torons précédemment tendus t1 à tk-1 peut être facilement calculée et est donc connue, sans qu'il soit nécessaire de mesurer ni la tension des torons, ni l'allongement du toron tk. Le fonctionnement du vérin 1 pour la mise en tension du toron tk peut donc être facilement automatisée comme on le verra en détail plus loin.
    La mise en tension du câble est poursuivie pour chacun des torons suivants du câble de la même manière que celle décrite plus haut à propos des torons t2 à tk, et cela jusqu'au toron tn. Dans le cas où deux des torons du câble ont été utilisés respectivement comme toron porteur tp et comme toron de référence tref, le toron porteur tp est tendu en avant dernier (toron tn-1) et le toron de référence tref est tendu en dernier (toron tn). Dans ce cas, on pourra allonger le toron de référence ou dernier toron tn du même allongement ΔLn-1 que l'allongement donné au toron précédemment tendu tn-1, si cette approximation est acceptable, ou il est allongé dudit allongement ΔLn-1 déduit de la perte d'allongement des torons précédents, mesurée ou calculée qui est provoquée par la mise en tension du toron de référence tendu en dernier. On peut noter que tous les torons tendus ont la même longueur entre ancrages et que leur allongement a été rendu identique. Par conséquent, leurs contraintes axiales sont identiques lorsque leurs modules d'élasticité sont identiques. Cette constatation est indépendante de la section de chacun des torons, laquelle section pourrait donc être non homogène dans le câble, si on le désire.
    Lorsque le câble comporte un grand nombre de torons, il peut s'écouler plusieurs heures entre les instants où le premier toron t1 et le dernier toron tn sont tendus. Entre ces deux instants, il peut arriver que la température des torons ait changé dans une proportion importante et que, par suite, les tensions et les allongements qui ont été donnés aux torons au début du processus de mise en tension du câble n'aient plus les mêmes valeurs à la fin dudit processus (en fait, le problème n'existe que s'il y a des dispersions des températures des torons au moment des mises en tension). Dans ce cas, il convient donc de réajuster les allongements, donc les tensions des torons avant de mettre en tension le dernier toron tn qui a servi de toron de référence. A cet effet, avant de tendre le toron de référence tref ou dernier toron tn, on recommence un cycle de mise en tension en retendant successivement les torons t1 à tn-1 afin d'égaliser leurs allongements, donc leur tension finale. Ce second cycle de mise en tension peut être effectué relativement rapidement puisque les torons n'ont plus à être enfilés dans la gaine du câble et que les quantités de déplacement Si à effectuer pour retendre les torons seront en général relativement faibles. Après ce second cycle de mise en tension, le dernier toron tn qui a été utilisé comme toron de référence peut être tendu et ancré de manière indiquée plus haut.
    Il y a également lieu de noter que, chaque fois qu'un toron du câble est ancré dans la tête d'ancrage TA2 après avoir été tendu, les clavettes coniques qui servent à ancrer le toron concerné dans le trou correspondant de la tête d'ancrage TA2 n'immobilisent pas instantanément ce toron. Il en résulte que, avant d'être complètement bloqué, le toron se rétracte légèrement et subit par conséquent une perte d'allongement, donc de tension. Cette rétraction ou perte d'allongement du toron correspond à la rentrée des clavettes coniques dans le trou conique correspondant de la tête d'ancrage TA2. Lorsque la valeur de rentrée des clavettes coniques dans leurs trous n'est pas négligeable, c'est-à-dire qu'elle exerce une influence non négligeable sur la précision de la tension des torons, il peut être nécessaire de compenser la perte d'allongement, donc la perte de tension qu'elle provoque dans le toron au moment où il est ancré. Ceci peut être obtenu en ajourant une valeur prédéfinie de compensation e à la valeur calculée Sk de la course du vérin de traction pour donner au toron tk le même allongement que les torons précédemment tendus. Dans ce cas, la course Sk peut être calculée par l'une ou l'autre des deux formules suivantes :
    Figure 00190001
    Sk = Sk-1 - ak-1 + e
    La valeur prédéfinie de compensation e peut être déterminée par exemple par des calculs et/ou des mesures effectués au préalable au cours d'essais sur un matériel d'ancrage et avec des torons identiques à ceux utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Usuellement, la valeur de e est de l'ordre de quelques millimètres.
    En se référant à la figure 4, on va maintenant décrire un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur la figure 4, on voit encore le vérin de traction 1 et le capteur de mesure 2 associés au toron tk du câble passant dans la tête d'ancrage TA2. On voit également le capteur de déplacement 3 associé au toron de référence tref.
    La sortie du capteur de déplacement 2 est reliée d'une part à une première mémoire 13 et, d'autre part, à l'entrée négative d'un comparateur 14. Dans le cas où le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (23) ou (25), la mémoire 13 est agencée pour stocker la valeur S1. Dans le cas où le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (24) ou (26), la mémoire 13 est agencée pour stocker toutes les valeurs successives de Sk (de k=1 à k=n - 1) mesurées par le capteur de déplacement 2. Bien que dans le premier cas il suffise que la mémoire 13 stocke la valeur S1, elle peut être néanmoins agencée pour stocker même dans le premier cas toutes les valeurs de Sk mesurées par le capteur de déplacement 2. Ceci peut être intéressant à des fins de contrôles ou de statistiques ultérieurs. La mémoire 13 est reliée à un calculateur 15 et envoie à celui-ci soit la valeur S1 si le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (23) ou (25), soit la valeur Sk-1 si le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (24) ou (26).
    Le capteur de déplacement 3 est relié à une seconde mémoire 16 et emmagasine au fur et à mesure du déroulement du processus de mise en tension du câble toutes les valeurs de ai (de i = 1 à i = n - 1) mesurées par le capteur de déplacement 3. La mémoire 16 est reliée au calculateur 15 et, pour la mise en tension du toron tk, elle envoie à ce calculateur 15 soit toutes les valeurs de ai de i = 1 à i = k-1 si le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (23) ou (25), soit uniquement la valeur ak-1 si le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant la formule (24) ou (26).
    Dans le cas où il est prévu de compenser la perte de tension due à la rentrée des clavettes coniques dans le trou conique correspondant de la tête d'ancrage lors de l'ancrage d'un toron du câble, une valeur prédéfinie de compensation e est aussi envoyée au calculateur 15. Cette valeur de compensation e peut être par exemple introduite par un utilisateur à l'aide d'un clavier et enregistrée dans une mémoire du calculateur 15.
    Sur la base des valeurs qui sont fournies au calculateur 15 celui-ci calcule une valeur de consigne Skc en utilisant la formule (23), (24), (25) ou (26) qui a été choisie pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On notera que si le capteur de déplacement 3 est un capteur du type fournissant directement à chaque instant le total cumulé des valeurs ai, c'est-à-dire la somme des ai, de i = 1 à i = k - 1, la mémoire 16 peut être alors agencée pour fournir au calculateur 15 directement la somme des a; de i = 1 à i = k-1, ce qui simplifie les calculs à effectuer par le calculateur 15.
    La valeur de consigne Skc calculée par le calculateur 15 est envoyée à l'entrée positive du comparateur 14 qui compare cette valeur de consigne à la valeur réelle skr mesurée au même instant par le capteur de déplacement 2. La sortie du comparateur 14 est reliée à l'entrée d'un régulateur 17, dont la sortie commande un groupe moto-pompe 18 relié hydrauliquement au vérin de traction 1 pour l'alimenter en fluide hydraulique sous pression. De préférence, le régulateur 17 est un régulateur du type PID (régulateur Proportionnel Intégral Dérivée) afin d'éviter toute oscillation ou autre instabilité dans la commande du vérin de traction 1. Ainsi, dès que le comparateur 14 détecte que la course du vérin 1 (valeur réelle Skr) a atteint la valeur de consigne Skc calculée par le calculateur 15, il provoque l'arrêt du vérin de traction 1 par l'intermédiaire du régulateur 17 et du groupe moto-pompe 18.
    Les deux mémoires 13 et 16 et le calculateur 15 peuvent faire partie d'un automate programmable ou d'un micro-ordinateur. Les deux mémoires 13 et 16 peuvent être alors constituées par des zones de mémoire de la mémoire vive de l'automate programmable ou du micro-ordinateur, et le calculateur 15 peut être constitué par le micro-processeur de l'automate programmable ou du micro-ordinateur. La fonction du comparateur 14 pourrait aussi être remplie par le micro-processeur, convenablement programmé, de l'automate programmable ou du micro-ordinateur.
    Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple purement indicatifs et nullement limitatifs et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi notamment que, au lieu d'utiliser l'un des torons du câble comme élément de référence, il est possible d'utiliser un câble ou un fil auxiliaire enfilé soit dans la gaine 4 du câble, soit dans sa propre gaine, cette dernière étant alors attachée à la gaine 4 du câble de manière à s'étendre colinéairement à celui-ci.
    En outre, bien qu'il soit avantageux d'utiliser l'un des torons du câble comme toron porteur pour mettre la gaine 4 du câble en place entre les ancrages A1 et A2 avant la mise en tension des torons de celui-ci et pour supporter ladite gaine pendant les opérations de mise en tension des torons du câble, ceci n'est pas absolument indispensable. En effet, la gaine 4 du câble pourrait être mise en place et supportée par d'autres techniques connues.
    En outre, bien que dans le procédé qui a été décrit ci-dessus chaque toron tk du câble soit enfilé dans la gaine 4 après que le toron précédent tk-i du câble a été mis en tension et ancré, on pourrait également envisager d'enfiler tous les torons du câble dans la gaine 4 avant de les mettre en tension un par un, ou les torons du câble pourraient être enfilés par groupes de torons et les torons de chaque groupe pourraient être mis en tension successivement un par un.

    Claims (9)

    1. Procédé pour tendre un câble formé d'un faisceau de plusieurs torons maintenus parallèles les uns aux autres entre deux ancrages (A1 et A2) consistant à tendre individuellement et successivement les différents torons (tk) du câble à l'aide d'un appareil de traction (1), caractérisé en ce qu'il consiste :
      a). à installer un élément allongé de référence (tref) de telle sorte qu'il soit colinéaire au câble et qu'une de ses extrémités soit attachée à un point fixe (TA1), tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer à travers l'un (A2) des deux ancrages (A1 et A2) du câble ;
      b). à tendre un premier toron (t1) en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que sa tension ou son allongement atteigne une valeur prédéfinie, et à ancrer alors ladite extrémité dudit premier toron ;
      c). à mesurer une première quantité (S1) dont ladite extrémité du premier toron (t1), soumise à ladite traction, s'est déplacée pendant l'étape b) ;
      d). à mesurer une seconde quantité (a1) dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) s'est déplacée pendant l'étape b) ;
      e). à tendre un second toron (t2) en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que ladite extrémité du second toron se soit déplacée d'une quantité prédéfinie (S2) correspondant à la différence entre lesdites première et seconde quantités (S1 et a1) mesurées aux étapes c) et d), et à ancrer alors ladite extrémité dudit second toron (t2) ;
      f). à mesurer une quantité supplémentaire (a2) dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) s'est déplacée pendant l'étape e) ;
      g). à tendre un troisième toron (t3) en exerçant une traction sur une extrémité de celui-ci jusqu'à ce que ladite extrémité du troisième toron se soit déplacée d'une quantité prédéfinie (S3) correspondant à la différence entre ladite quantité prédéfinie (S2) de déplacement de l'extrémité dudit second toron (t2) pendant l'étape e) et ladite quantité supplémentaire (a2) de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) pendant l'étape e), et à ancrer alors ladite extrémité dudit troisième toron (t3);
      h). à mesurer une quantité supplémentaire (a3) dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) s'est déplacée pendant l'étape g) ;
      i). et ainsi de suite jusqu'à la mise en tension et l'ancrage du dernier toron (tn) sur lequel on exerce une traction jusqu'à ce que son extrémité soumise à la traction se soit déplacée d'une quantité prédéfinie correspondant à la différence entre la quantité prédéfinie de déplacement de l'extrémité, soumise à la traction, de l'avant dernier toron (tn-1) pendant sa mise en tension et la quantité supplémentaire de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) pendant la mise en tension de l'avant dernier toron (tn-1), et à ancrer alors ladite extrémité dudit dernier toron (tn).
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la mise en tension et l'ancrage d'un toron (tk) d'ordre k (2 ≤ k ≤ n, n étant le nombre de torons du câble) on calcule une valeur de consigne (Skc) pour le déplacement de l'extrémité du kième toron à tendre, on tire sur ladite extrémité tout en mesurant son déplacement réel (Skr), on compare, pendant ledit déplacement, la valeur réelle mesurée (Skr) du déplacement à ladite valeur de consigne (Skc) et, lorsque ladite valeur réelle mesurée atteint ladite valeur de consigne, on cesse de tirer sur le kième toron et simultanément on ancre son extrémité.
    3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de consigne (Skc) est calculée d'après la formule :
      Figure 00240001
      où S1 est ladite première quantité de déplacement du premier toron et
      Figure 00250001
      est la somme des quantités dont ladite extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) s'est déplacée pendant les mises en tension des torons d'ordre 1 à (k-1).
    4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite valeur de consigne (Skc) est calculée d'après la formule :
      Figure 00250002
         où e est une valeur prédéfinie de compensation tenant compte d'une rétraction du kième toron au moment de l'ancrage de son extrémité soumise à la traction.
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise l'un des torons du câble à tendre à titre d'élément allongé de référence (tref), et en ce que ledit toron (tref) servant d'élément allongé de référence est tendu et ancré en dernier.
    6. Dispositif pour tendre un câble multi-torons entre deux ancrages (A1 et A2), comprenant un appareil de traction (1) pouvant être adapté successivement à chacun des torons (tk) du câble pour les tendre individuellement et successivement, caractérisé en ce qu'il comprend :
      a). un élément allongé de référence (tref) qui est associé au câble à tendre de telle façon qu'il soit colinéaire audit câble et qu'une de ses extrémités soit attachée en un point fixe (TA1), tandis que son autre extrémité est libre de se déplacer à travers un trou de l'un (A2) des deux ancrages (A1 et A2) du câble ;
      b). un premier capteur de déplacement (2) apte à être adapté successivement à chacun des torons du câble pour mesurer à chaque fois le déplacement d'une extrémité du toron (tk) auquel le premier capteur (2) est adapté lorsque ladite extrémité du toron est soumise à une traction par ledit appareil de traction (1) ;
      c). un premier moyen de mémorisation (13) relié au premier capteur de déplacement (2) pour mémoriser au moins la valeur (S1) du déplacement de l'extrémité du toron (t1) qui est tendu le premier ;
      d). un second capteur de déplacement (3) associé à l'élément allongé de référence (tref) pour mesurer le déplacement de son extrémité libre chaque fois qu'un toron (tk) du câble est mis en tension et ancré ;
      e). un second moyen de mémorisation (16) relié au second capteur de déplacement (3) pour mémoriser les valeurs de déplacement mesurées par ledit second capteur (3) ;
      f). des moyens de calcul (15) et de commande (14, 17) reliés audit premier capteur de déplacement (2) et auxdits premier et second moyens de mémorisation (13, 16) pour commander automatiquement l'arrêt de la traction exercée sur un toron (tk) d'ordre k (2 ≤ k ≤ n) du câble lorsque la valeur du déplacement (Skr) mesurée par le premier capteur de déplacement (2) atteint, pour ledit toron donné d'ordre k, une valeur de déplacement prédéfinie (Skc) correspondant à la différence entre la valeur prédéfinie de déplacement de l'extrémité du toron (tk-1) d'ordre (k-1) pendant la mise en tension de ce toron d'ordre (k-1) et la valeur de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) pendant la mise en tension dudit toron d'ordre (k-1).
    7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (15) et de commande (14, 17) comportent :
      a). un moyen de calcul (15) qui, préalablement à la mise en tension dudit toron (tk) d'ordre k, calcule une valeur de consigne (Skc) pour le déplacement de l'extrémité dudit toron (tk) d'ordre k à tendre, ladite valeur de consigne étant calculée d'après la formule :
      Figure 00260001
         où S1 est la valeur du déplacement mémorisée dans le premier moyen de mémorisation (13) à la fin de la mise en tension du toron (t1) d'ordre 1 qui a été tendu le premier, et
      Figure 00270001
      est la somme des valeurs de déplacement de l'extrémité libre de l'élément allongé de référence (tref) pendant les mises en tension des torons d'ordre 1 à (k-1).
      b). un comparateur (14) ayant une première entrée (+) reliée à la sortie du moyen de calcul (15) et une seconde entrée (-) reliée audit premier capteur de déplacement (2), pour comparer une valeur réelle instantanée (Skr) de déplacement de l'extrémité du toron (tk) d'ordre k en cours de mise en tension à ladite valeur de consigne (Skc), et pour fournir un signal de commande en cas d'égalité de ladite valeur réelle instantanée et de ladite valeur de consigne ; et
      c). un moyen de commande (17) qui est relié à la sortie du comparateur (14) et qui réagit au signal de commande de celui-ci pour commander l'arrêt de l'appareil de traction (1).
    8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'entrée pour introduire dans ledit moyen de calcul (15) une valeur de compensation (e) correspondant à la rétraction d'un toron (tk) lors de l'ancrage de son extrémité soumise à la traction, et en ce que ledit moyen de calcul (15) calcule ladite valeur de consigne (Skc) d'après la formule :
      Figure 00270002
    9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'élément allongé de référence (tref) est l'un des torons du câble à tendre.
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