EP1131492A1 - Systeme de connexion d'un cable a une structure d'ouvrage de construction - Google Patents

Systeme de connexion d'un cable a une structure d'ouvrage de construction

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EP1131492A1
EP1131492A1 EP00962612A EP00962612A EP1131492A1 EP 1131492 A1 EP1131492 A1 EP 1131492A1 EP 00962612 A EP00962612 A EP 00962612A EP 00962612 A EP00962612 A EP 00962612A EP 1131492 A1 EP1131492 A1 EP 1131492A1
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EP
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wire
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plates
wires
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Jérôme Stubler
René-Louis GEFFROY
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Freyssinet International STUP SA
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    • Y10T24/3996—Sliding wedge

Definitions

  • the wires are made of composite material based on carbon fibers; and - the wires are solid wires.
  • Figure 4 is a longitudinal sectional view of the system of Figure 2;
  • FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment of one of the connection systems of Figure 1 according to the present invention.
  • Each cable 6 consists, in a manner known per se, of a bundle of several strands which are themselves produced from a series of elementary wires 9. The reader will appreciate below that each cable can be reduced to one strand or even an elementary wire.
  • each strand consists of a set of wires 9 which are, for example, mutually parallel at their ends.
  • the strand thus formed can be joined to other strands to form the cable 6.
  • the jaw 25 has several keys 27.
  • the set of keys 27 define an annular base cylinder having a proximal end 28 and a distal end 29.
  • the internal diameter of this cylinder is close to the diameter of the cylindrical stack of plates 15.
  • the thickness of the wall at the proximal end 28 is greater than the thickness of the wall at the distal end 29.
  • the proximal end is the end on which the ends of the wires 9 protrude while that the distal end is the one from which the wires extend in the direction of the rest of the construction work.
  • each wire 9 of a strand is firmly anchored to resist, for example, tensile forces.
  • the plates 15 of the force transmission device occupy the entire interior volume of the cylinder defined by the keys 27.

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Description

SYSTEME DE CONNEXION D'UN CABLE A UNE
STRUCTURE D'OUVRAGE DE CONSTRUCTION
La présente invention est relative à un système de connexion entre un câble pour structure d'ouvrage de construction et un élément de cette structure, le câble comprenant au moins un fil .
La présente invention concerne en particulier les câbles constitués d'un certain nombre de brins eux-mêmes rassemblant plusieurs fils, qui sont sollicités notamment en traction dans les structures d'ouvrage de construction telles que des plates-formes off-shore à lignes tendues, ou des ponts suspendus ou haubanés.
Les systèmes de connexion sont nécessaires pour ancrer les câbles par exemple au fond de la mer. L'accessibilité de ces systèmes n'est alors pas toujours aisée, ce qui rend leur mise en place coûteuse.
L'invention a pour but de fournir un système de connexion dans lequel les fils sont fermement ancrés pour résister notamment aux efforts de traction et ce, par des moyens simples, efficace et peu coûteux.
A cet effet, selon l'invention, un système de connexion du genre en question est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend : - un dispositif de serrage qui est lié à l'élément de structure, et
- un dispositif de transmission d'efforts qui transmet les efforts de serrage du dispositif de serrage au câble et qui loge ledit au moins un fil du câble, et en ce que ledit au moins un fil est collé dans le dispositif de transmission d'efforts. Ainsi, grâce à ces dispositions, chaque fil du câble est fermement et simplement retenu lorsque ce fil est mis en traction.
Dans des modes de réalisation préférés de l'armature selon l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- le dispositif de serrage comprend au moins deux clavettes d'un mors qui sont en appui sur le dispositif de transmission d'efforts et des moyens de mise en compression du mors ;
- les moyens de mise en compression comportent un fourreau dont la paroi intérieure est de forme convergente en direction d'une extrémité du fourreau, les clavettes du mors étant de forme complémentaire à celle de ladite paroi intérieure et étant montées dans le fourreau pour être serrées par effet de coin dans le fourreau ;
- les clavettes sont de section longitudinale sensiblement de forme triangulaire ;
- le dispositif de transmission comprend au moins deux plaquettes, chacune des plaquettes portant au moins un canal de forme complémentaire à au moins une partie de la forme de la section transversale du fil, les plaquettes étant montées en regard pour que les canaux des plaquettes forment au moins un passage dans lequel est logé ledit au moins un fil ;
- une pluralité de fils est logée dans plusieurs passages eux-mêmes délimités par plusieurs plaquettes (11) qui sont empilées les une sur les autres pour former au moins un brin ; - les clavettes recouvrent en totalité la surface extérieure d'un tronçon du brin ; - le dispositif de transmission comprend au moins un manchon cylindrique dans lequel est logé ledit au moins un fil ;
- ledit au moins un fil est emmanché de force dans ledit au moins un manchon ;
- une pluralité de manchons sont montés adjacents les uns aux autres dans les clavettes ;
- les fils sont réalisés en matériau composite à base de fibres de carbone ; et - les fils sont des fils pleins.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique générale d'une plate-forme offshore comprenant des câbles ancrés par des systèmes de connexion selon la présente invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation de l'un des systèmes de connexion de la figure 1 selon la présente invention ;
- la figure 3 est une vue en perspective éclatée des seules plaquettes du système de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du système de la figure 2 ;
- la figure 5 est une vue en perspective d'une deuxième forme de réalisation de l'un des systèmes de connexion de la figure 1 selon la présente invention ; et
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale du système de la figure 5.
La structure d'ouvrage de construction 1 représentée à la figure 1 et dans laquelle sont intégrés plusieurs systèmes de connexion selon la présente invention, prend par exemple la forme d'une plate-forme offshore. Cette plateforme comporte classiquement une partie supérieure 2 qui est généralement située au dessus du niveau de la mer et qui est ancrée dans le fond 3 de la mer par des séries 4, 5 de câbles 6.
Chaque câble est tendu entre un élément constitutif 7 de la plate-forme 1, par exemple à des poutres de la partie supérieure 2, et un massif d'ancrage situé au fond 3 de la mer au moyen de systèmes de connexion 10 qui vont être décrits ci-après. Chaque câble est soumis à des efforts de traction importants tout en étant très résistants à la fatigue et à la corrosion.
Chaque câble 6 est constitué, de manière connue en soi, d'un faisceau de plusieurs brins qui sont eux-mêmes réalisés à partir d'une série de fils élémentaires 9. Le lecteur appréciera dans la suite que chaque câble peut être réduit à un brin ou même à un fil élémentaire.
Comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 2 et 4 , chaque brin est constitué d'un ensemble de fils 9 qui sont par exemple parallèles entre eux au niveau de leurs extrémités . Le brin ainsi formé peut être réuni à d'autres brins pour former le câble 6.
Chaque fil 9 est réalisé en matériau métallique ou en matériau composite composé de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice de résine. Les fibres unidirectionnelles sont de préférence en carbone et peuvent être des fibres à haute résistance ou des fibres à haut module qui sont noyées dans une matrice époxyde réticulée, obtenue par exemple par un procédé de pultrusion.
Avantageusement, les fils 9 sont de forme cylindrique à base circulaire et sont des fils pleins. Ils peuvent être également de tout autre profil, tel qu'un profil carré ou hexagonal.
Le système de connexion 10 selon la présente invention comprend un dispositif de serrage 11 qui est lié à l'élément de structure 7 et un dispositif de transmission d'efforts 12. Ce dispositif de transmission est soumis aux forces de serrage exercées uniformément par le dispositif de serrage 11 et transmet ces forces aux fils 9 du brin qui sont ainsi fermement serrés. Le dispositif de transmission 12 consiste, dans le premier mode réalisation, en un certain nombre de plaques 15 entre lesquelles sont logés les fils 9.
Chacune des plaques 15 est sensiblement de forme rectangulaire et possède une face supérieure 16, une face inférieure 17 sensiblement plane et des bords longitudinaux 18, pris suivant l'épaisseur de la plaque, de forme courbe de manière à ce que l'ensemble des plaquettes 15, une fois superposées les unes aux autres, forment un cylindre à base circulaire. Ainsi, chaque plaquette 15 constitue en quelque sorte une tranche longitudinale d'un cylindre qui est de faible épaisseur par rapport à sa longueur.
Chacune des faces supérieure 16 et inférieure 17 des plaquettes 15 possède un canal 20. La section transversale des canaux 20 est voisine de la demi-section transversale des fils 9.
Les canaux 20 d'une face supérieure 16 d'une plaquette 15 sont en regard des canaux 20 d'une face inférieure 17 de la plaquette 15 suivante. Les canaux 20 définissent ainsi deux à deux des passages 21 dont la section transversale est complémentaire de celle des fils 9. Les plaquettes 15 sont réalisées en matériau métallique ou en matériau composite ou organique. Le dispositif de serrage 11 est constitué d'un mors 25 et de moyens 26 qui prennent ici la forme d'un fourreau pour mettre en compression le mors 25.
Le mors 25 possède plusieurs clavettes 27. L'ensemble des clavettes 27 définissent un cylindre à base annulaire possédant une extrémité proximale 28 et une extrémité distale 29. Le diamètre intérieur de ce cylindre est proche du diamètre de l'empilement cylindrique des plaquettes 15. L'épaisseur de la paroi au niveau de l'extrémité proximale 28 est supérieure à l'épaisseur de la paroi au niveau de l'extrémité distale 29. L'extrémité proximale est l'extrémité sur laquelle font saillie les extrémités des fils 9 tandis que l'extrémité distale est celle à partir de laquelle s'étendent les fils en direction du reste de l'ouvrage de construction.
Ainsi, chaque clavette 27 possède une face intérieure 30 en appui sur les plaquettes 15 et une face extérieure 31 convergente en direction de la face intérieure 30. Le fourreau 26 est un cylindre à base annulaire dont la paroi intérieure 32 est de forme complémentaire de celle de la paroi extérieure du cylindre défini par les clavettes 27. Ainsi, le manchon 26 possède une première extrémité ou extrémité distale 33 dont l'ouverture est de diamètre inférieur à l'ouverture de la deuxième extrémité ou extrémité proximale 34 de ce manchon.
Par conséquent, la paroi intérieure 32 du fourreau est de forme tronconique et est complémentaire de la forme extérieure, elle-même tronconique, du cylindre défini par l'ensemble des clavettes 27. Le diamètre de l'ouverture de l'extrémité 33 est légèrement supérieur au diamètre du cylindre défini par l'empilement des plaquettes 15. Pour réaliser le système de connexion 10 précédemment décrit, de la colle est appliquée dans chacun des canaux 20 des plaquettes 15, puis les fils 9 sont mis en place dans ces canaux et les plaquettes 15 sont empilées les unes sur les autres. L'empilement ainsi réalisé est alors inséré dans les clavettes 27. L'ensemble est ensuite enfilé dans le fourreau 26 par l'extrémité proximale 34, dont l'ouverture est de grand diamètre. Les clavettes 27 sont mises en compression par effet de coin entre leur surface extérieure et la face intérieure du fourreau 26 de sorte qu'une force de serrage prédéterminée est appliquée sur les plaquettes 15 et est transmise aux fils 9. Il suffit ensuite de procéder au séchage de la colle.
La force de serrage prédéterminée sur les fils 9 est fonction de la pente de chacune des faces inclinées des clavettes et du fourreau et de la force avec laquelle les clavettes 27 sont insérées dans le fourreau 26.
Ainsi, chaque fil 9 d'un brin est fermement ancré pour résister par exemple à des forces de traction. Dans le mode de réalisation précédemment décrit, les plaquettes 15 du dispositif de transmission d'efforts occupent tout le volume intérieur du cylindre défini par les clavettes 27.
Dans le deuxième mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6 , le système de connexion 50 ne diffère de celui précédemment décrit que par la forme du dispositif de transmission d'efforts 52, les autres éléments constitutifs sont semblables et portent des références numériques identiques . Le dispositif de transmission 52 n'occupe plus tout le volume intérieur du cylindre défini par les clavettes 27 du mors 25. Ce dispositif consiste en une pluralité de manchons métalliques 55 par exemple réalisés en aluminium. Les manchons 55 sont de diamètre intérieur sensiblement identique au diamètre des fils 9 de manière à emmancher de force ces fils dans les manchons. Le diamètre extérieur des manchons est faible par rapport au diamètre intérieur du cylindre délimité par les clavettes 27.
Les fils 9 sont en outre collés à 1 ' intérieur des manchons 55. Ces manchons sont réalisés en matériau à limite élastique basse, possédant une certaine plasticité. Le montage du système de connexion 50 est sensiblement identique au montage du système du premier mode de réalisation. Les manchons 55 sont tangents les uns aux autres à l'intérieur des clavettes, chacun des manchons 55 étant en contact avec les manchons adjacents ou une clavette selon trois génératrices. En fait, lors du serrage, les manchons sont légèrement écrasés de sorte que chaque manchon est en contact suivant trois surfaces. Seule une partie d'entre eux, les manchons périphériques, sont en contact avec les clavettes . En variante, les manchons peuvent être collés entre eux en comblant les interstices existant entre les manchons.
Dans encore une autre variante, les manchons 55 sont en section transversale, de forme extérieure non circulaire mais voisine d'un losange ou autre de manière à juxtaposer aisément les manchons.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de connexion entre un câble (6) pour structure d'ouvrage de construction (1) et un élément (7) de cette structure, le câble (6) comprenant au moins un fil
(9), caractérisé en ce que le système (10;50) comprend :
- un dispositif de serrage (11) qui est lié à l'élément (7) de structure, - un dispositif de transmission d'efforts (12; 52) qui transmet les efforts de serrage du dispositif de serrage
(11) au câble (6) et qui loge ledit au moins un fil (9) du câble (6) , et en ce que ledit au moins un fil (9) est collé dans le dispositif de transmission d'efforts (12;52).
2. Système de connexion selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de serrage (11) comprend au moins deux clavettes (27) d'un mors (25) qui sont en appui sur le dispositif de transmission d'efforts (12; 52) et des moyens (26) de mise en compression du mors (25) .
3. Système de connexion selon la revendication 2 , dans lequel les moyens de mise en compression (26) comportent un fourreau dont la paroi intérieure (32) est de forme convergente en direction d'une extrémité (33) du fourreau, les clavettes (27) du mors (25) étant de forme complémentaire à celle de ladite paroi intérieure (32) et étant montées dans le fourreau (26) pour être serrées par effet de coin dans le fourreau.
4. Système de connexion selon la revendication 3, dans lequel les clavettes (27) sont de section longitudinale sensiblement de forme triangulaire.
5. Système de connexion selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de transmission (12) comprend au moins deux plaquettes (15), chacune des plaquettes (15) portant au moins un canal (20) de forme complémentaire à au moins une partie de la forme de la section transversale du fil (9), les plaquettes (15) étant montées en regard pour que les canaux (20) des plaquettes (15) forment au moins un passage (21) dans lequel est logé ledit au moins un fil (9) .
6. Système de connexion selon la revendication 5, dans lequel une pluralité de fils (9) est logée dans plusieurs passages (21) eux-mêmes délimités par plusieurs plaquettes (15) qui sont empilées les une sur les autres pour former au moins un brin.
7. Système de connexion selon la revendication 6, dans lequel les clavettes (27) recouvrent en totalité la surface extérieure d'un tronçon du brin.
8. Système de connexion selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de transmission (52) comprend au moins un manchon cylindrique (55) dans lequel est logé ledit au moins un fil (9) .
9. Système de connexion selon la revendication 8, dans lequel ledit au moins un fil (9) est emmanché de force dans ledit au moins un manchon (55) .
10. Système de connexion selon la revendication 9, dans lequel une pluralité de manchons (55) sont montés adjacents les uns aux autres dans les clavettes (27) .
11. Système de connexion selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel les fils (9) sont réalisés en matériau composite à base de fibres de carbone.
12. Système de connexion selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel les fils (9) sont des fils pleins.
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