EP1659232A1 - Prestressed concrete element , its manufacturing method, and hoop reinforcement tube for the manufacturing of a prestressed concrete element - Google Patents

Prestressed concrete element , its manufacturing method, and hoop reinforcement tube for the manufacturing of a prestressed concrete element Download PDF

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EP1659232A1
EP1659232A1 EP05292444A EP05292444A EP1659232A1 EP 1659232 A1 EP1659232 A1 EP 1659232A1 EP 05292444 A EP05292444 A EP 05292444A EP 05292444 A EP05292444 A EP 05292444A EP 1659232 A1 EP1659232 A1 EP 1659232A1
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EP
European Patent Office
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prestressing
concrete
tube
frame
reinforcement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05292444A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
André De Chefdebien-Zagarriga
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.)
CENTRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES DE L'INDUSTRIE DU BETON
Original Assignee
CENTRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES DE L'INDUSTRIE DU BETON
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Filing date
Publication date
Application filed by CENTRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES DE L'INDUSTRIE DU BETON filed Critical CENTRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES DE L'INDUSTRIE DU BETON
Publication of EP1659232A1 publication Critical patent/EP1659232A1/en
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
    • E04C3/26—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members prestressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/022—Means for inserting reinforcing members into the mould or for supporting them in the mould
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B23/04—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • E04C5/10—Ducts
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a prestressed concrete element, in particular by pre-tensioning, comprising at least one prestressing reinforcement comprising at least one wire element, and a concrete encasing said prestressing reinforcement, a method for producing a concrete element. prestressing and a shrinking tube for producing a prestressed concrete element.
  • concrete refers to a material capable of being cast and which has mechanical characteristics after hardening which allow it to be prestressed. Concrete is generally a material that is resistant to compression, but with little traction. Concrete generally comprises aggregates whose size varies according to its use and possibly metal, mineral and / or organic fibers. For its particular use as prestressed concrete, the average size of its aggregates is generally between 0.2 mm and 15 mm.
  • Pre-stressed prestressed concrete elements are generally used in civil engineering, and in particular in the construction of structures or dwellings for their strength properties.
  • the prestressed concrete elements are made using at least one prestressing reinforcement comprising at least one wire element adhering in the concrete.
  • a stress is generally applied to the prestressing frame before pouring or hardening of the concrete.
  • the prestressing force is then transmitted to the concrete after hardening of the latter, during the release of the prestressing reinforcement, by friction and adhesion mechanisms, accompanied by swelling of the reinforcement by "Poisson" effect.
  • the prestressing force can no longer be transmitted from the latter to the concrete.
  • the problem of the invention is to achieve a safe prestressing, that is to say avoiding the propagation of cracks in the concrete, including when the coating of prestressing reinforcement is very small.
  • the problem of the invention is solved by providing a cylindrical prestressing reinforcement and a prestressed concrete element which further comprises at least one shrinking tube which surrounds at least one cylindrical portion of the prestressing frame, and which has a part of the concrete between said shrink tube and the prestressing frame.
  • the hooping tube can confine a portion of the stresses related to the radial deformations that propagate within the concrete in the vicinity of the end of the concrete element considered.
  • the hooping tube surrounds at least a portion of the concrete-coated prestressing reinforcement, so that during the prestressing of the concrete element, the hooping tube can confine part of the stresses related to the radial deformations which propagate within the concrete because of the swelling of the reinforcement in the zone of establishment of the prestressing.
  • the hooping tube is preferably disposed adjacent an end of the concrete-coated prestressing reinforcement, so that one end of the hooping tube is flush with the concrete.
  • the concrete element comprises a shrink tube at each of the two ends of the prestressing frame.
  • the shrinking tube acts as a barrier within the concrete; it prevents radial stresses from spreading beyond the tube, thus keeping this concrete zone below the crack threshold, even when its thickness is thin or even zero.
  • the shrink tube limits, by confinement, the radial deformations inside the tube and thus prevents the emergence of tangential stresses in the vicinity of the prestressing reinforcement, the latter being a source of radial cracking along the latter.
  • the shrinking tube is preferably cylindrical, so that it can axially symmetry the forces that propagate radially.
  • the shrinking tube is preferably placed so that it surrounds coaxially the portion of the prestressing frame, so that it plays its role of barrier and absorber axisymmetrically.
  • the hooping tube preferably has a length at least equal to 5% of the length of transmission of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete.
  • the length of the shrinking tube is preferably between 25% and 50% of the transmission length of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete. Because of the confining effect, the very presence of the shrink tube tends to reduce the transmission length of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete.
  • the hooping tube preferably has a surface having a roughness of between 150 ⁇ m and 5 mm.
  • the hooping tube absorbs better the forces and thus better limits the stresses within the concrete.
  • the inner surface of the shrink tube has a roughness as aforesaid, so that the concrete between the shrink tube and the prestressing frame, adheres well to the shrink tube.
  • the outer surface of the hooping tube also has a roughness of between 150 microns and 5 mm.
  • a shrink tube is provided at each end of the prestressing frame.
  • end combs may be placed around the latter and adjusted during the tensioning of the prestressing reinforcement in a known manner.
  • molds or formwork can be put in place for pouring concrete.
  • the prestressing reinforcement As well as the shrink tube that eventually exceeds the concrete, are cut at each end of the concrete.
  • the problem is solved by providing a shrinking tube for the production of a prestressed concrete element which is able to surround at least one cylindrical part of a cylindrical prestressing reinforcement, and which presents an inner diameter which allows a portion of the concrete to be present between said shrink tube and the cylindrical prestressing armature.
  • FIGS. 1A and 1B show a prestressed concrete element 10 which comprises a substantially cylindrical prestressing frame 12 and a concrete 14 which coats the prestressing frame 12.
  • a hooping tube 16 is arranged around a portion 12A of the prestressing frame 12, in the vicinity of one of its ends 12E coated with concrete 14, the portion 12A being in this case substantially cylindrical of revolution.
  • the prestressed concrete element 10 comprises two shrinking tubes 16 by prestressing armature 12; in fact, a hooping tube 16 is arranged around a portion 12A of the prestressing frame 12, at each of its two ends 12E coated with concrete 14.
  • each shrink tube 16 is a cylinder of revolution which is arranged coaxially around the portion 12A of the prestressing frame 12 itself cylindrical, preferably of revolution. In fact, the respective axes A12 and A14 of the prestressing frame 12 and the hooping tube 16 are merged.
  • the prestressed concrete element may comprise one or more shrink tubes arranged around the cylindrical prestressing armature, preferably one at each end of the prestressing armature; therefore, as the shrinking tubes arranged around a prestressing frame 12 are preferably identical, for the rest of the description, only one shrinking tube 16 is described and the installation in place of a single tube frettage.
  • the concrete element may comprise several prestressing frames 12, preferably cylindrical of revolution, which are each surrounded by one or more hooping tubes, but it is limited to the description of a single reinforcement of prestressing 12.
  • the concrete 14 of the prestressed concrete element 10 is arranged so that a portion of the concrete 14A coats the prestressing reinforcement 12 by being present between the shrinking tube 16 and the prestressing frame 12, a part of the concrete 14B surrounds the prestressing frame 12 beyond the hooping tube 14, and a portion of the concrete 14C surrounds the hooping tube 16.
  • the shrink tube 14 is a cylinder of revolution having an inner diameter Di which is greater than the outer diameter D12 of the prestressing armature 12, from 10 mm to 20 mm or two to three times the average size of the aggregates present in the concrete.
  • the prestressing frame 12 generally comprises at least one wire element 12 '.
  • the prestressing frame 12 comprises a plurality of wire elements; in this case, it is in the form of a strand.
  • the cylindrical shape of revolution of the prestressing frame means that the strand can be inserted in a cylinder of revolution whose inner diameter is substantially equal to the outer diameter of the strand.
  • the prestressing frame 12 is a seven-wire strand 12 ', whose outside diameter D12 is equal to 9.3 mm and the inside diameter Di of the shrinking tube 14 is equal to 23 mm .
  • the difference between the inside diameter Di of the shrink tube 14 and the outside diameter D12 is 13.7 mm.
  • the length L16 of the hooping tube 16 is, for example, substantially equal to 185 mm, which corresponds to approximately 50% of the prestressing force transmission length f between the prestressing frame 12 and the concrete 14 for a concrete at high performance and for a 7-wire strand-type reinforcement, the strand having a mean diameter of 9.3 mm.
  • the length L of transmission of the prestressing force f between the prestressing frame 12 and the concrete 14 is about forty times the diameter of the prestressing frame 12, being of the order of 37 cm.
  • the length L of transmission of the prestressing force f between the prestressing frame 12 and the concrete 14, illustrated in FIG. 1C, corresponds to the distance beyond which the prestressing force f is entirely transmitted to the concrete 14. after release of the prestressing frame 12, by friction and adhesion mechanisms accompanied by swelling of the prestressing frame 12 by "Poisson" effect.
  • This transmission length L is shorter as the concrete resistance is high, and the force released is low.
  • the outer diameter of the shrink tube 16 is chosen as a function of the strength of the material which constitutes it, so as to ensure the holding of the shrink tube 16 against the radial forces, during the preloading.
  • the hooping tube 16 must withstand tangential tensile stresses, and must be able to take up at least 10% of the tensile force in the prestressing framework 12.
  • the shrinking tube 16 steel E24 it is preferable that the latter has a thickness of about 1.5 mm. In Accordingly, the outer diameter of the shrink tube 16 is about 26 mm.
  • Such a hooping tube 16 preferably has an inner surface Si and an outer surface Se which have a roughness R of the order of 0.5 mm to obtain good adhesion of the concrete 14.
  • These inner surfaces Si and outer Se can be rendered rough by machining, for example by threading, knurling, shot blasting, sanding, etc.
  • a prestressed concrete element comprising two hooping tubes 16 around each prestressing frame 12, at each of the two ends 12E of the latter, there is a shrinking tube 16.
  • the hooping tube 16 is preferably placed in adjacent each end 12E of the cylindrical prestressing frame 12 which is coated with concrete.
  • the establishment of the hooping tube 16 can be carried out in two different ways.
  • the shrink tube is placed around the prestressing reinforcement before pouring the concrete at one of its two ends 12E.
  • the prestressing frame 12 there is the prestressing frame 12, as shown in Figure 2A; the prestressing frame 12 can optionally be maintained using known means 11, as shown in Figure 2A.
  • Coaxial holding means are then arranged coaxially around the cylindrical prestressing frame 12 and a mold 26.
  • the holding means are put on and the shrinking tube around the prestressing armature to be able to arrange them properly after the prestressing of the armature.
  • These holding means in position may, as illustrated in Figures 2B and 2C, be a sleeve 18 which is fitted around the prestressing frame 12. Its dimensioning is such that it allows a good implementation and good maintenance of the shrinking tube 16 coaxially around the prestressing frame 12.
  • the sleeve 18 has an internal diameter D18i substantially equal to the outside diameter D12 of the prestressing frame 12 before tensioning (to the tolerances close to usual fitting), while its outside diameter D18e is substantially equal to the inside diameter Di of the shrinking tube 16.
  • the length L18 of the sleeve 18 is chosen as a function of the inside diameter Di of the hooping tube 16, to avoid a deflection of the latter and a good hold in place around the prestressing frame 12.
  • the length L18 of the sleeve 18 is equal to about twice the internal diameter D i of the hooping tube 16.
  • the concrete 14 is poured in such a way that part of the concrete 14B coats the prestressing frame 12 cylindrical and a portion 14A of the concrete fills the space 22 existing between the hooping tube 16 and the frame of prestressing 12. It will be understood that this space 22 filled by the concrete is of substantially hollow cylindrical shape, of revolution, of the same axis as that of the prestressing frame 12 and the hooping tube 16.
  • the pouring of the concrete is transverse to the longitudinal axis A12 of the reinforcement.
  • the casting is performed substantially vertically in the direction of the arrows F ', while the prestressing frame 12 and the shrinking tube 14 are arranged substantially horizontally.
  • the holding means preferably comprise aeration means, of the vent or orifice type, etc. for vacuum pumping of concrete.
  • the aeration means in this case an orifice 21, is provided opening into the sleeve 18.
  • the comb which is generally arranged around the prestressing frame to retain the concrete, can in this case play the role of the sleeve 18.
  • the pouring of the concrete is transverse to the longitudinal axis A12 of the reinforcement.
  • the casting is performed substantially vertically in the direction of arrows F 'illustrated in Figure 2D, while the prestressing frame 12 and the shrinking tube 14 are arranged substantially horizontally.
  • the axis of revolution of the prestressing frame and shrinking tube, corresponding to the longitudinal axis A12 of the frame, is substantially horizontal.
  • the concrete may be placed in the same direction as the longitudinal axis A12 of the prestressing frame 12.
  • the prestressing armature 12 when the prestressing armature 12 is arranged horizontally, it can be injected, as illustrated in FIG. 2E; when the prestressing armature 12 is disposed vertically, it can be cast vertically, as illustrated in FIG. 2F.
  • Pouring or injection of the concrete is preferably done according to the arrows F ', by the space 24 available between the shrink tube 16 and a mold 26 and / or by one of the vents provided in the sleeve 18, as illustrated. in Figures 2E or 2F.
  • the means for holding in position can be in the form of a ring 20 arranged coaxially around the prestressing frame 12, so as to hold the shrinking tube 16 coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in FIGS. 2G to 2I.
  • the ring 20 is fitted on the shrinking tube 16.
  • the ring 20 has an inside diameter D20i substantially equal to the outside diameter of the shrinking tube 16 (to tolerances close to usual fitting ).
  • the length L20 of the ring 20 is chosen as a function of the length L16 of the hooping tube 16, to avoid a displacement of the latter and a good hold in place around the prestressing frame 12.
  • the length L20 of the ring 20 is equal to about twice the outer diameter of the shrinking tube 16.
  • the casting along the axis of the armature (arranged substantially vertically) or the injection of the concrete is then preferably done by the space 22 available between the shrinking tube 16 and the prestressing frame 12, as shown in FIG. Figure 2I.
  • a comb (not shown) is placed inside the hooping tube 16 to prevent the flow of the concrete 14. outside the formwork, by the space 22 available between the hooping tube 16 and the prestressing frame 12.
  • the holding means in this case the sleeve 18 or the ring 20, are removed.
  • the prestressing of the concrete is obtained by releasing the stress of the reinforcement of prestressing, so that a pre-stressed concrete element is obtained as shown in FIG. 1A.
  • the shrink tube is placed around the prestressing reinforcement after pouring the concrete.
  • the cylindrical prestressing frame 12 as illustrated in FIG. 3A, is provided with a comb 27 disposed in a known manner around the prestressing frame to retain the concrete, which can in this case play the role of the sleeve 30; then the concrete 14 is poured.
  • the prestressing frame 12 may optionally be maintained using known means 11 shown schematically in FIGS. 3A and 3B, so as to guarantee a regular coating around the prestressing frame 12 as shown in FIG. 3B.
  • the shrinking tube 16 is inserted into the concrete 14 so as to place it coaxially around the reinforcement prestressing 12, by making it penetrate into the concrete for example in the direction of arrow F.
  • guide means may be provided.
  • the guiding means and the shrinking tube 16 are threaded around the prestressing armature 12, in order to be able to dispose them as appropriate after the preloading of the armature 12. frame.
  • These guide means may be in the form of a sleeve 30 fitted around the prestressing frame 12 at a free end 13 which is not coated with concrete 14, as illustrated in FIG. 3D.
  • the sleeve 30 is fitted around the prestressing reinforcement 12 in an adjacent manner to the level of the concrete coating 14.
  • the sizing of the sleeve 30 is chosen so that its internal diameter D30i is substantially equal to the outside diameter D12 of the prestressing frame 12 before tensioning (to the usual tolerances near fitting), while its outside diameter D30e is slightly less than or equal to the inside diameter Di of the tube hooping 16 so as to allow sliding of the hooping tube 16 on the sleeve 30.
  • the hooping tube 16 is then brought opposite the sleeve 30, as illustrated in FIG. 3E, and the hooping tube 16 is then slid onto the fixed sleeve 30, by sliding its inner surface Si against the outer surface S30 of the sleeve. 30, in the direction of the arrow F, until the desired insertion (total or partial penetration) of the hooping tube 16 in the concrete 14.
  • the hooping tube has a length greater than the length that must be inserted into the concrete, after insertion into the concrete and curing of the latter, the portion of the shrink tube that protrudes out of the concrete can be cut, as well as the free end of the frame.
  • the sleeve 30 is removed, the tension is released in the prestressing frame 12, the formwork 26 is removed.
  • the portion of the hooping tube that is cut is flush with the concrete 14. possibly protrudes out of the concrete, as well as the free end 13 of the prestressing frame 12.
  • the inside diameter Di of the shrinking tube 16 is chosen so that the shrink tube 16 can penetrate fluidly into the concrete 14 and that the latter does not deviate from the prestressing reinforcement. 12, leaving a free space 22 between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12.
  • the occupation of this space 22 depends on its size and the type of concrete 14.
  • the inside diameter Di and outside of the shrink tube 16 must be chosen according to the material that constitutes it to be able to withstand the stresses it will undergo after the prestressing of the concrete and that it can play its role within the prestressing element.
  • the inner diameter Di of the shrinking tube 16 must also be chosen according to the type of concrete 14 coating the prestressing frame 12, in particular according to the viscosity of the concrete 14.
  • the inner diameter Di of the hooping tube 16 may, for example, be chosen as a function of the average size of the aggregates present in the concrete 14 or be greater than the diameter D12 of the prestressing frame 12, from 10 mm to 20 mm.
  • the sleeve may also be movable with the shrink tube as shown in Figure 3H.
  • the sleeve 30 ' which preferably has a vent 21, is fitted on an inner portion of the shrink tube 16 and is slidable with it along the axis A12 of the cylindrical prestressing frame 12.
  • the sleeve 30 ' has an inner diameter D30'i slightly greater than or equal to the outer diameter D12 of the prestressing frame. The sleeve / shrink tube assembly is then slid to the desired penetration of the shrinking tube 16 in the concrete 14.
  • the shape and dimensions of the sleeve are chosen firstly so that the latter can be removed at the end of the establishment of the shrink tube and / or after curing of the concrete, and secondly, so that it does not fill the space 22 in the shrinking tube 16 which is intended to be occupied by the concrete 14A.
  • the guiding means may be in the form of a ring 32 arranged coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in FIG. 3I, so as to be able to place the tube of hooping 16 coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in Figures 3J to 3L.
  • the hooping tube 16 slides in the direction of the arrow F inside the ring 32.
  • the ring 32 For the outer surface of the shrinking tube 16 to slide inside the fixed ring 32, sliding against the inner surface S32 thereof, as shown in FIGS. 3J and 3K, the ring 32 has a inner diameter D32i slightly greater than or equal to the outer diameter of the shrinking tube 16.
  • the ring 32 is arranged coaxially around the prestressing frame 12 at the free end 13 which is not coated with concrete 14, flush with the concrete.
  • the hooping tube 16 is coaxially disposed around the prestressing frame 12, as shown in Figure 3K.
  • the formwork 26 which directly has a cylindrical opening having the aforementioned dimensional characteristics to allow a sliding of the shrinking tube in the concrete through this opening.
  • the guide of the hooping tube 16 is made both by sliding of its inner surface Si against the outer surface S30 of the fixed sleeve 30, and by sliding of its outer surface Se against the inner surface S32 of the Fixed ring 32, as shown in Figure 4A.
  • the guide means in this case the sleeve 30 and / or the ring 32, are removed, and the prestressing of the concrete is carried out. releasing the tension of the prestressing reinforcement, so that a prestressed concrete element is obtained as shown in FIG. 1A.
  • FIG. 4B illustrates such a variant, in which a guide element 31, having a vent 21 as mentioned above, is fitted on an outer portion of the shrinking tube 16.
  • the dimensions of this guide element 31 are chosen to allow a sliding around the prestressing frame and a coaxial implementation around the latter, the shrinking tube in the concrete.
  • the guide element 31 also makes it possible to prevent the concrete from flowing out of the formwork by the space 22 available between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12.
  • the holding means and the guide means are preferably elements of revolution and are arranged coaxially around the prestressing armature 12, that is to say that their axis of revolution coincides with the axis of the cylindrical prestressing frame 12.
  • the combs, molds and guiding or holding members are removed after the prestressing of the concrete.
  • the useful surfaces (inner surface and / or outer surface) of these holding or guiding means have all the dimensional characteristics in terms of adjustment and surface condition which are generally provided in a known manner, to achieve support by fitting or respectively implementation by sliding surfaces.

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Abstract

The unit has a cylindrical prestressing reinforcement (12) surrounded by concrete (14). A hooping tube (16) at each end (12E) of the reinforcement surrounds a cylindrical part (12A) of the reinforcement. A concrete part (14A) is presented between the tube and reinforcement. The cylindrical part has a length (L16) equal to 5 percentage of length of transmission of the pre-stressing force between the reinforcement and concrete. An independent claim is also included for a method for manufacturing a pre-stressed concrete unit.

Description

L'invention concerne un élément en béton précontraint, en particulier par pré-tension, comprenant au moins une armature de précontrainte comportant au moins un élément filaire, et un béton enrobant ladite armature de précontrainte, un procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint et un tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint.The invention relates to a prestressed concrete element, in particular by pre-tensioning, comprising at least one prestressing reinforcement comprising at least one wire element, and a concrete encasing said prestressing reinforcement, a method for producing a concrete element. prestressing and a shrinking tube for producing a prestressed concrete element.

Pour toute la suite, le terme de béton se rapporte à un matériau apte à être coulé et qui présente des caractéristiques mécaniques après durcissement qui lui permettent d'être précontraint. Le béton est généralement un matériau qui résiste bien à la compression, mais difficilement à la traction. Le béton comporte généralement des granulats dont la taille est variable selon son utilisation et éventuellement des fibres métalliques, minérales et/ou organiques. Pour son utilisation particulière en tant que béton précontraint, la taille moyenne de ses granulats se situe généralement entre 0,2 mm et 15 mm.For all following, the term concrete refers to a material capable of being cast and which has mechanical characteristics after hardening which allow it to be prestressed. Concrete is generally a material that is resistant to compression, but with little traction. Concrete generally comprises aggregates whose size varies according to its use and possibly metal, mineral and / or organic fibers. For its particular use as prestressed concrete, the average size of its aggregates is generally between 0.2 mm and 15 mm.

Les éléments en béton précontraint par pré-tension sont généralement utilisés dans le génie civil, et en particulier, dans la construction de structures ou d'habitations pour leurs propriétés de résistance mécanique.Pre-stressed prestressed concrete elements are generally used in civil engineering, and in particular in the construction of structures or dwellings for their strength properties.

Les éléments en béton précontraint sont réalisés à l'aide d'au moins une armature de précontrainte comportant au moins un élément filaire adhérant dans le béton. Pour obtenir la précontrainte des éléments en béton, on applique généralement une contrainte à l'armature de précontrainte avant coulée ou durcissement du béton. La force de précontrainte est alors transmise au béton après durcissement de ce dernier, lors du relâchement de l'armature de précontrainte, par des mécanismes de frottement et d'adhérence, accompagnés de gonflement de l'armature par effet « Poisson ».The prestressed concrete elements are made using at least one prestressing reinforcement comprising at least one wire element adhering in the concrete. To obtain the prestressing of the concrete elements, a stress is generally applied to the prestressing frame before pouring or hardening of the concrete. The prestressing force is then transmitted to the concrete after hardening of the latter, during the release of the prestressing reinforcement, by friction and adhesion mechanisms, accompanied by swelling of the reinforcement by "Poisson" effect.

Cependant, lors de la mise en précontrainte, il arrive que les forces radiales autour des armatures de précontrainte qui accompagnent le glissement et le gonflement des armatures dans la zone d'établissement de la précontrainte, conduisent à une fissuration longitudinale des éléments. Cette fissuration apparaît généralement le long des armatures de précontraintes et est en conséquence préjudiciable à la diffusion de la précontrainte dans le béton ; cette fissuration peut même conduire à la ruine de l'élément. Cette fissuration apparaît d'autant plus que les éléments en béton précontraint sont minces, c'est-à-dire que l'enrobage en béton qui entoure l'armature de précontrainte est de faible épaisseur.However, during the prestressing, it happens that the radial forces around the prestressing reinforcements that accompany the sliding and the swelling of the reinforcements in the area of establishment of the prestressing, lead to a longitudinal cracking of the elements. This cracking generally appears along the prestressing reinforcement and is consequently detrimental to the diffusion of the prestress in the concrete; this cracking can even lead to the ruin of the element. This cracking appears all the more as the prestressed concrete elements are thin, that is to say that the concrete coating that surrounds the prestressing frame is thin.

En effet, dès lors que le béton n'est plus adhérent à l'armature de précontrainte, la force de précontrainte ne peut plus être transmise de cette dernière au béton.In fact, since the concrete is no longer adhering to the prestressing reinforcement, the prestressing force can no longer be transmitted from the latter to the concrete.

Le problème de l'invention est de réaliser une mise en précontrainte sûre, c'est-à-dire en évitant la propagation de fissures au sein du béton, y compris lorsque l'enrobage des armatures de précontraintes est très réduit.The problem of the invention is to achieve a safe prestressing, that is to say avoiding the propagation of cracks in the concrete, including when the coating of prestressing reinforcement is very small.

Selon un premier aspect de l'invention, le problème de l'invention est résolu en fournissant une armature de précontrainte cylindrique et un élément en béton précontraint qui comporte en outre au moins un tube de frettage qui entoure au moins une partie cylindrique de l'armature de précontrainte, et qui présente une partie du béton entre ledit tube de frettage et l'armature de précontrainte.According to a first aspect of the invention, the problem of the invention is solved by providing a cylindrical prestressing reinforcement and a prestressed concrete element which further comprises at least one shrinking tube which surrounds at least one cylindrical portion of the prestressing frame, and which has a part of the concrete between said shrink tube and the prestressing frame.

Ainsi, lors de la mise en précontrainte de l'élément en béton, le tube de frettage peut confiner une partie des contraintes liées aux déformations radiales qui se propagent au sein du béton au voisinage de l'extrémité considérée de l'élément en béton.Thus, during the prestressing of the concrete element, the hooping tube can confine a portion of the stresses related to the radial deformations that propagate within the concrete in the vicinity of the end of the concrete element considered.

Le tube de frettage entoure au moins une partie de l'armature de précontrainte enrobée de béton, de sorte que lors de la mise en précontrainte de l'élément en béton, le tube de frettage puisse confiner une partie des contraintes liées aux déformations radiales qui se propagent au sein du béton à cause du gonflement des armatures dans la zone d'établissement de la précontrainte.The hooping tube surrounds at least a portion of the concrete-coated prestressing reinforcement, so that during the prestressing of the concrete element, the hooping tube can confine part of the stresses related to the radial deformations which propagate within the concrete because of the swelling of the reinforcement in the zone of establishment of the prestressing.

Le tube de frettage est de préférence disposé au voisinage d'une extrémité de l'armature de précontrainte enrobée de béton, de sorte qu'une des extrémités du tube de frettage arrive au ras du béton.The hooping tube is preferably disposed adjacent an end of the concrete-coated prestressing reinforcement, so that one end of the hooping tube is flush with the concrete.

De préférence, l'élément de béton comporte un tube de frettage à chacune des deux extrémités de l'armature de précontrainte.Preferably, the concrete element comprises a shrink tube at each of the two ends of the prestressing frame.

En fait, le tube de frettage joue le rôle de barrière au sein du béton ; il empêche les contraintes radiales de se propager au-delà du tube, maintenant ainsi cette zone de béton en deçà du seuil de fissuration, même lorsque son épaisseur est mince, voire nulle. Le tube de frettage limite, par confinement, les déformations radiales à l'intérieur du tube et empêche ainsi l'émergence de contraintes tangentielles au voisinage de l'armature de précontrainte, ces dernières étant source de fissuration radiale le long de cette dernière.In fact, the shrinking tube acts as a barrier within the concrete; it prevents radial stresses from spreading beyond the tube, thus keeping this concrete zone below the crack threshold, even when its thickness is thin or even zero. The shrink tube limits, by confinement, the radial deformations inside the tube and thus prevents the emergence of tangential stresses in the vicinity of the prestressing reinforcement, the latter being a source of radial cracking along the latter.

L'armature de précontrainte étant généralement sensiblement cylindrique, le tube de frettage est préférentiellement cylindrique, de sorte qu'il puisse encaisser de manière axisymétrique les efforts qui se propagent radialement. En outre, le tube de frettage est préférentiellement placé de sorte qu'il entoure coaxialement la partie de l'armature de précontrainte, pour qu'il joue son rôle de barrière et d'absorbant de manière axisymétrique.Since the prestressing frame is generally substantially cylindrical, the shrinking tube is preferably cylindrical, so that it can axially symmetry the forces that propagate radially. In addition, the shrinking tube is preferably placed so that it surrounds coaxially the portion of the prestressing frame, so that it plays its role of barrier and absorber axisymmetrically.

De manière à limiter les contraintes qui se développent le long de l'armature de précontrainte, le tube de frettage présente préférentiellement une longueur au moins égale à 5% de la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton. La longueur du tube de frettage est préférentiellement comprise entre 25% et 50% de la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton. De part l'effet de confinement, la présence même du tube de frettage tend à réduire la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton.In order to limit the stresses that develop along the prestressing reinforcement, the hooping tube preferably has a length at least equal to 5% of the length of transmission of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete. The length of the shrinking tube is preferably between 25% and 50% of the transmission length of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete. Because of the confining effect, the very presence of the shrink tube tends to reduce the transmission length of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete.

Le tube de frettage présente préférentiellement une surface ayant une rugosité comprise entre 150 µm et 5 mm.The hooping tube preferably has a surface having a roughness of between 150 μm and 5 mm.

En fait, plus l'adhérence entre le béton et le tube de frettage est élevée, meilleure sera la transmission des forces longitudinales de précontrainte du béton enrobant directement l'armature précontrainte au tube de frettage, et du tube de frettage au béton situé autour du tube de frettage (autour de la face extérieure de ce dernier). En conséquence, le tube de frettage absorbe mieux les efforts et limite donc mieux les contraintes au sein du béton.In fact, the higher the adhesion between the concrete and the hooping tube, the better will be the transmission of longitudinal prestressing forces of the concrete directly encasing the prestressing reinforcement to the hooping tube, and of the hooping tube to the concrete located around the shrinking tube (around the outer face of the latter). As a result, the hooping tube absorbs better the forces and thus better limits the stresses within the concrete.

Préférentiellement, la surface intérieure du tube de frettage présente une rugosité telle que précitée, de sorte que le béton qui se trouve entre le tube de frettage et l'armature de précontrainte, adhère bien au tube de frettage.Preferably, the inner surface of the shrink tube has a roughness as aforesaid, so that the concrete between the shrink tube and the prestressing frame, adheres well to the shrink tube.

Lorsqu'il est prévu que le béton enrobe en outre ledit tube de frettage, on comprend qu'il est préférable que la surface extérieure du tube de frettage présente, elle aussi, une rugosité comprise entre 150 µm et 5 mm.When it is expected that the concrete further surrounds said shrink tube, it is understood that it is preferable that the outer surface of the hooping tube also has a roughness of between 150 microns and 5 mm.

Selon un deuxième aspect de l'invention, le problème est résolu en fournissant un procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint à l'aide d'un tube de frettage dans lequel les étapes suivantes sont réalisées :

  • disposition d'une armature de précontrainte cylindrique,
  • mise en tension de l'armature de précontrainte,
  • disposition d'au moins un tube de frettage autour d'au moins une partie cylindrique de l'armature de précontrainte,
  • coulage du béton de telle manière qu'une partie du béton soit présente entre ledit tube de frettage et l'armature de précontrainte, et
  • mise en précontrainte du béton par relâchement de l'armature de précontrainte après durcissement du béton.
According to a second aspect of the invention, the problem is solved by providing a method of producing a prestressed concrete element using a shrink tube in which the following steps are performed:
  • provision of a cylindrical prestressing frame,
  • tensioning of the prestressing reinforcement,
  • arranging at least one shrinking tube around at least one cylindrical portion of the prestressing frame,
  • pouring the concrete such that a portion of the concrete is present between said shrink tube and the prestressing frame, and
  • prestressing of the concrete by releasing the prestressing reinforcement after hardening of the concrete.

On dispose de préférence, un tube de frettage à chaque extrémité de l'armature de précontrainte.Preferably, a shrink tube is provided at each end of the prestressing frame.

En plus de la disposition de l'armature de précontrainte, des peignes d'extrémité peuvent être mis en place autour de cette dernière et ajustés lors de la mise en tension de l'armature de précontrainte de manière connue.In addition to the arrangement of the prestressing frame, end combs may be placed around the latter and adjusted during the tensioning of the prestressing reinforcement in a known manner.

En outre, des moules ou coffrages peuvent être mis en place pour le coulage du béton.In addition, molds or formwork can be put in place for pouring concrete.

Après la mise en précontrainte du béton, l'armature de précontrainte, ainsi que le tube de frettage qui dépasse éventuellement du béton, sont découpés à chaque extrémité du béton.After the prestressing of the concrete, the prestressing reinforcement, as well as the shrink tube that eventually exceeds the concrete, are cut at each end of the concrete.

Selon un troisième aspect de l'invention, le problème est résolu en fournissant un tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint qui est apte à entourer au moins une partie cylindrique d'une armature cylindrique de précontrainte, et qui présente un diamètre intérieur qui permet à une partie du béton d'être présente entre ledit tube de frettage et l'armature cylindrique de précontrainte.According to a third aspect of the invention, the problem is solved by providing a shrinking tube for the production of a prestressed concrete element which is able to surround at least one cylindrical part of a cylindrical prestressing reinforcement, and which presents an inner diameter which allows a portion of the concrete to be present between said shrink tube and the cylindrical prestressing armature.

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention représentés à titre d'exemples non limitatifs.The invention will be better understood and its advantages will appear better on reading the following detailed description of embodiments of the invention shown by way of non-limiting examples.

La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :

  • la figure 1A représente une vue en coupe longitudinale d'un élément en béton précontraint selon l'invention,
  • la figure 1B représente l'élément en béton précontraint de la figure 1A selon la flèche IB,
  • la figure 1C représente de manière schématique la transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton,
  • les figures 2A à 2D représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon un premier mode de réalisation et dans une première variante,
  • la figure 2E représente une vue en coupe du coulage du béton selon le premier mode de réalisation, selon une autre variante,
  • la figure 2F représente une vue en coupe du coulage du béton selon le premier mode de réalisation, selon une autre variante,
  • les figures 2G à 2I représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le premier mode de réalisation et dans une autre variante,
  • les figures 3A à 3G représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon un deuxième mode de réalisation et dans une première variante,
  • la figure 3H représente une vue en coupe du coulage du béton selon le deuxième mode de réalisation, selon une autre variante,
  • les figures 3I à 3L représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante,
  • la figure 4A représente une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante, et
  • la figure 4B représente une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante.
The description refers to the accompanying drawings in which:
  • FIG. 1A represents a longitudinal sectional view of a prestressed concrete element according to the invention,
  • FIG. 1B shows the prestressed concrete element of FIG. 1A according to the arrow IB,
  • FIG. 1C shows schematically the transmission of the prestressing force between the prestressing reinforcement and the concrete,
  • FIGS. 2A to 2D show a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to a first embodiment and in a first variant,
  • FIG. 2E represents a sectional view of the pouring of the concrete according to the first embodiment, according to another variant,
  • FIG. 2F represents a sectional view of the pouring of the concrete according to the first embodiment, according to another variant,
  • FIGS. 2G to 2I show a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to the first embodiment and in another variant,
  • FIGS. 3A to 3G show a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to a second embodiment and in a first variant,
  • FIG. 3H represents a sectional view of the pouring of the concrete according to the second embodiment, according to another variant,
  • FIGS. 3I to 3L show a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to the second embodiment and in another variant,
  • FIG. 4A represents a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to the second embodiment and in another variant, and
  • Figure 4B shows a sectional view of the method of producing a prestressed concrete element according to the second embodiment and in another variant.

Les figures 1A et 1B représentent un élément en béton précontraint 10 qui comporte une armature de précontrainte 12, sensiblement cylindrique, et un béton 14 qui enrobe l'armature de précontrainte 12. Un tube de frettage 16 est disposé autour d'une partie 12A de l'armature de précontrainte 12, au voisinage d'une de ses extrémités 12E enrobées de béton 14, la partie 12A étant en l'espèce sensiblement cylindrique de révolution. En l'espèce, l'élément en béton précontraint 10 comporte deux tubes de frettage 16 par armature de précontrainte 12 ; en fait, un tube de frettage 16 est disposé autour d'une partie 12A de l'armature de précontrainte 12, à chacune des ses deux extrémités 12E enrobées de béton 14.FIGS. 1A and 1B show a prestressed concrete element 10 which comprises a substantially cylindrical prestressing frame 12 and a concrete 14 which coats the prestressing frame 12. A hooping tube 16 is arranged around a portion 12A of the prestressing frame 12, in the vicinity of one of its ends 12E coated with concrete 14, the portion 12A being in this case substantially cylindrical of revolution. In the present case, the prestressed concrete element 10 comprises two shrinking tubes 16 by prestressing armature 12; in fact, a hooping tube 16 is arranged around a portion 12A of the prestressing frame 12, at each of its two ends 12E coated with concrete 14.

En l'espèce, chaque tube de frettage 16 est un cylindre de révolution qui est disposé de manière coaxiale autour de la partie 12A de l'armature de précontrainte 12 elle-même cylindrique, de préférence de révolution. En fait, les axes respectifs A12 et A14 de l'armature de précontrainte 12 et du tube de frettage 16 sont confondus.In this case, each shrink tube 16 is a cylinder of revolution which is arranged coaxially around the portion 12A of the prestressing frame 12 itself cylindrical, preferably of revolution. In fact, the respective axes A12 and A14 of the prestressing frame 12 and the hooping tube 16 are merged.

Comme précité, l'élément en béton précontraint peut comporter un ou plusieurs tubes de frettage disposés autour de l'armature cylindrique de précontrainte, de préférence un à chaque extrémité de l'armature de précontrainte ; en conséquence, comme les tubes de frettage disposés autour d'une armature de précontrainte 12 sont de préférence identiques, pour toute la suite, on ne décrit qu'un seul tube de frettage 16 et la mise en place en place d'un seul tube de frettage. De la même manière, l'élément de béton peut comporter plusieurs armatures de précontrainte 12, préférentiellement cylindriques de révolution, qui sont chacune entourées d'un ou de plusieurs tubes de frettage, mais on se limite à la description d'une seule armature de précontrainte 12.As mentioned above, the prestressed concrete element may comprise one or more shrink tubes arranged around the cylindrical prestressing armature, preferably one at each end of the prestressing armature; therefore, as the shrinking tubes arranged around a prestressing frame 12 are preferably identical, for the rest of the description, only one shrinking tube 16 is described and the installation in place of a single tube frettage. In the same way, the concrete element may comprise several prestressing frames 12, preferably cylindrical of revolution, which are each surrounded by one or more hooping tubes, but it is limited to the description of a single reinforcement of prestressing 12.

Le béton 14 de l'élément en béton précontraint 10 est agencé de sorte qu'une partie du béton 14A enrobe l'armature de précontrainte 12 en étant présente entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, une partie du béton 14B enrobe l'armature de précontrainte 12 au-delà du tube de frettage 14, et une partie du béton 14C enrobe le tube de frettage 16.The concrete 14 of the prestressed concrete element 10 is arranged so that a portion of the concrete 14A coats the prestressing reinforcement 12 by being present between the shrinking tube 16 and the prestressing frame 12, a part of the concrete 14B surrounds the prestressing frame 12 beyond the hooping tube 14, and a portion of the concrete 14C surrounds the hooping tube 16.

De préférence, le tube de frettage 14 est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur Di qui est supérieur au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12, de 10 mm à 20 mm ou de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton.Preferably, the shrink tube 14 is a cylinder of revolution having an inner diameter Di which is greater than the outer diameter D12 of the prestressing armature 12, from 10 mm to 20 mm or two to three times the average size of the aggregates present in the concrete.

L'armature de précontrainte 12 comporte généralement au moins un élément filaire 12'. De préférence, l'armature de précontrainte 12 comporte plusieurs éléments filaires ; en l'espèce, elle se présente sous la forme d'un toron. Dans ce cas, on comprend que la forme cylindrique de révolution de l'armature de précontrainte, signifie que le toron peut être inséré dans un cylindre de révolution dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du toron.The prestressing frame 12 generally comprises at least one wire element 12 '. Preferably, the prestressing frame 12 comprises a plurality of wire elements; in this case, it is in the form of a strand. In this case, it is understood that the cylindrical shape of revolution of the prestressing frame, means that the strand can be inserted in a cylinder of revolution whose inner diameter is substantially equal to the outer diameter of the strand.

Par exemple, sur la figure 1B, l'armature de précontrainte 12 est un toron à sept fils 12', dont le diamètre extérieur D12 est égal à 9,3 mm et le diamètre intérieur Di du tube de frettage 14 est égal à 23 mm. En conséquence, la différence entre le diamètre intérieur Di du tube de frettage 14 et le diamètre extérieur D12 est de 13,7 mm.For example, in FIG. 1B, the prestressing frame 12 is a seven-wire strand 12 ', whose outside diameter D12 is equal to 9.3 mm and the inside diameter Di of the shrinking tube 14 is equal to 23 mm . As a result, the difference between the inside diameter Di of the shrink tube 14 and the outside diameter D12 is 13.7 mm.

La longueur L16 du tube de frettage 16 est, par exemple, sensiblement égale à 185 mm, ce qui correspond à environ 50% de la longueur de transmission de force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14 pour un béton à haute performance et pour une armature de type toron à 7 fils, le toron ayant un diamètre moyen de 9,3 mm.The length L16 of the hooping tube 16 is, for example, substantially equal to 185 mm, which corresponds to approximately 50% of the prestressing force transmission length f between the prestressing frame 12 and the concrete 14 for a concrete at high performance and for a 7-wire strand-type reinforcement, the strand having a mean diameter of 9.3 mm.

En effet, pour un béton haute performance, par exemple de résistance caractéristique voisine de 60 MPa, la longueur L de transmission de la force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14 (illustrée sur la figure 1C) pour des torons tendus à environ 1400 MPa, est d'environ quarante fois le diamètre de l'armature de précontrainte 12, soit de l'ordre de 37 cm.In fact, for a high-performance concrete, for example with a characteristic resistance close to 60 MPa, the length L of transmission of the prestressing force f between the prestressing frame 12 and the concrete 14 (illustrated in FIG. strands stretched at about 1400 MPa, is about forty times the diameter of the prestressing frame 12, being of the order of 37 cm.

La longueur L de transmission de la force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14, illustrée sur la figure 1C, correspond à la distance au-delà de laquelle la force de précontrainte f est entièrement transmise au béton 14, après relâchement de l'armature de précontrainte 12, par des mécanismes de frottement et d'adhérence accompagnés de gonflement de l'armature de précontrainte 12 par effet « Poisson ». Cette longueur L de transmission est d'autant plus courte que la résistance au béton est élevée, et que la force relâchée est faible.The length L of transmission of the prestressing force f between the prestressing frame 12 and the concrete 14, illustrated in FIG. 1C, corresponds to the distance beyond which the prestressing force f is entirely transmitted to the concrete 14. after release of the prestressing frame 12, by friction and adhesion mechanisms accompanied by swelling of the prestressing frame 12 by "Poisson" effect. This transmission length L is shorter as the concrete resistance is high, and the force released is low.

De préférence, le diamètre extérieur De du tube de frettage 16 est choisi en fonction de la résistance du matériau qui le constitue, de façon à assurer la tenue du tube de frettage 16 face aux forces radiales, lors de la mise en précontrainte. En fait, le tube de frettage 16 doit résister à des contraintes de traction tangentielles, et doit pouvoir reprendre au minimum 10 % de l'effort de traction dans l'armature de précontrainte 12.Preferably, the outer diameter of the shrink tube 16 is chosen as a function of the strength of the material which constitutes it, so as to ensure the holding of the shrink tube 16 against the radial forces, during the preloading. In fact, the hooping tube 16 must withstand tangential tensile stresses, and must be able to take up at least 10% of the tensile force in the prestressing framework 12.

Ainsi, en reprenant l'exemple du toron 12 à sept fils 12' tendus à 1400 MPa, si on choisit un tube de frettage 16 en acier E24, il est préférable que ce dernier présente une épaisseur d'environ 1,5 mm. En conséquence, le diamètre extérieur De du tube de frettage 16 est d'environ 26 mm.Thus, taking the example of the strand 12 to seven son 12 'stretched to 1400 MPa, if one chooses a shrinking tube 16 steel E24, it is preferable that the latter has a thickness of about 1.5 mm. In Accordingly, the outer diameter of the shrink tube 16 is about 26 mm.

Un tel tube de frettage 16 présente de préférence une surface intérieure Si et une surface extérieure Se qui ont une rugosité R de l'ordre de 0,5 mm pour obtenir une bonne adhérence du béton 14. Ces surfaces intérieure Si et extérieure Se peuvent être rendues rugueuses par usinage, par exemple par filetage, moletage, grenaillage, sablage, etc....Such a hooping tube 16 preferably has an inner surface Si and an outer surface Se which have a roughness R of the order of 0.5 mm to obtain good adhesion of the concrete 14. These inner surfaces Si and outer Se can be rendered rough by machining, for example by threading, knurling, shot blasting, sanding, etc.

La réalisation d'un tel élément de précontrainte 10 en utilisant un tube de frettage 16 tel que précité, s'effectue en réalisant les étapes suivantes :

  • on dispose au moins une armature de précontrainte 12 cylindrique, de préférence de révolution
  • on met l'armature de précontrainte 12 en tension,
  • on dispose un tube de frettage 16 autour d'au moins une partie 12A cylindrique, de préférence de révolution, de l'armature de précontrainte 12,
  • on coule du béton 14 de telle manière qu'une partie 14A du béton 14 soit présente entre ledit tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12 cylindrique, et
  • après durcissement du béton 14, 14A, on met le béton 14, 14A en précontrainte en relâchant l'armature de précontrainte.
The production of such a prestressing element 10 by using a hooping tube 16 as mentioned above, is carried out by carrying out the following steps:
  • at least one cylindrical prestressing frame 12, preferably of revolution, is provided
  • we put the prestressing frame 12 in tension,
  • a shrinking tube 16 is arranged around at least one cylindrical portion 12A, preferably of revolution, of the prestressing frame 12,
  • concrete 14 is poured in such a way that a portion 14A of the concrete 14 is present between said shrink tube 16 and the cylindrical prestressing frame 12, and
  • after the concrete 14, 14A has hardened, the concrete 14, 14A is prestressed by releasing the prestressing reinforcement.

On comprend qu'un autre tube de frettage est disposé si nécessaire à l'autre extrémité 12E de l'armature de précontrainte 12 de la même manière, comme illustré sur la figure 1A.It is understood that another shrink tube is arranged if necessary at the other end 12E of the prestressing frame 12 in the same way, as shown in Figure 1A.

Pour réaliser un élément béton précontraint comportant deux tubes de frettage 16 autour de chaque armature de précontrainte 12, on dispose à chacune des deux extrémités 12E de cette dernière, un tube de frettage 16. Le tube de frettage 16 est mis en place de préférence au voisinage de chaque extrémité 12E de l'armature de précontrainte 12 cylindrique qui est enrobée de béton.To produce a prestressed concrete element comprising two hooping tubes 16 around each prestressing frame 12, at each of the two ends 12E of the latter, there is a shrinking tube 16. The hooping tube 16 is preferably placed in adjacent each end 12E of the cylindrical prestressing frame 12 which is coated with concrete.

La réalisation d'un élément en béton précontraint qui comporte deux tubes de frettage par armature se fait de manière analogue à celle d'un élément en béton précontraint qui n'en comporte qu'un, en disposant un tube de frettage à chaque extrémité. En conséquence, la mise en place d'un seul tube de frettage est décrite.The realization of a prestressed concrete element which comprises two frame hooping tubes is similar to that of a prestressed concrete element which has only one, by arranging a shrink tube at each end. Accordingly, the establishment of a single shrink tube is described.

La mise en place du tube de frettage 16 peut être effectuée de deux manières différentes.The establishment of the hooping tube 16 can be carried out in two different ways.

Selon un premier mode de réalisation du procédé, illustré sur les figures 2A à 2I, le tube de frettage est disposé autour de l'armature de précontrainte avant le coulage du béton à une de ses deux extrémités 12E.According to a first embodiment of the method, illustrated in FIGS. 2A to 2I, the shrink tube is placed around the prestressing reinforcement before pouring the concrete at one of its two ends 12E.

Dans ce premier mode de réalisation, on dispose l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 2A ; l'armature de précontrainte 12 peut éventuellement être maintenue à l'aide de moyens connus 11, comme représentés sur la figure 2A.In this first embodiment, there is the prestressing frame 12, as shown in Figure 2A; the prestressing frame 12 can optionally be maintained using known means 11, as shown in Figure 2A.

On dispose ensuite des moyens de maintien en position de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12 cylindrique, ainsi qu'un moule 26. De préférence, préalablement à la mise en précontrainte de l'armature 12, on enfile les moyens de maintien et le tube de frettage autour de l'armature de précontrainte pour pouvoir les disposer comme il convient après la mise en précontrainte de l'armature.Coaxial holding means are then arranged coaxially around the cylindrical prestressing frame 12 and a mold 26. Preferably, prior to prestressing of the armature 12, the holding means are put on and the shrinking tube around the prestressing armature to be able to arrange them properly after the prestressing of the armature.

Ces moyens de maintien en position peuvent, comme illustrés sur les figures 2B et 2C, être un manchon 18 qui est emmanché autour de l'armature de précontrainte 12. Son dimensionnement est tel qu'il permet une bonne mise en place et un bon maintien du tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12. En l'espèce, le manchon 18 présente un diamètre intérieur D18i sensiblement égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12 avant mise en tension (aux tolérances près d'emmanchement habituelles), tandis que son diamètre extérieur D18e est sensiblement égal au diamètre intérieur Di du tube de frettage 16. La longueur L18 du manchon 18 est choisie en fonction du diamètre intérieur Di du tube de frettage 16, pour éviter un débattement de ce dernier et un bon maintien en place autour de l'armature de précontrainte 12. De préférence, la longueur L18 du manchon 18 est égale à environ deux fois le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16.These holding means in position may, as illustrated in Figures 2B and 2C, be a sleeve 18 which is fitted around the prestressing frame 12. Its dimensioning is such that it allows a good implementation and good maintenance of the shrinking tube 16 coaxially around the prestressing frame 12. In this case, the sleeve 18 has an internal diameter D18i substantially equal to the outside diameter D12 of the prestressing frame 12 before tensioning (to the tolerances close to usual fitting), while its outside diameter D18e is substantially equal to the inside diameter Di of the shrinking tube 16. The length L18 of the sleeve 18 is chosen as a function of the inside diameter Di of the hooping tube 16, to avoid a deflection of the latter and a good hold in place around the prestressing frame 12. Preferably, the length L18 of the sleeve 18 is equal to about twice the internal diameter D i of the hooping tube 16.

Dès lors, que le tube de frettage 16 est mis en place et maintenu de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, le coulage du béton 14 est effectué de manière qu'une partie du béton 14B enrobe l'armature de précontrainte 12 cylindrique et qu'une partie 14A du béton comble l'espace 22 existant entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12. On comprend que cet espace 22 rempli par le béton est de forme sensiblement cylindrique creuse, de révolution, de même axe que celui de l'armature de précontrainte 12 et du tube de frettage 16.Therefore, as the shrink tube 16 is set up and maintained coaxially around the prestressing frame 12, the concrete 14 is poured in such a way that part of the concrete 14B coats the prestressing frame 12 cylindrical and a portion 14A of the concrete fills the space 22 existing between the hooping tube 16 and the frame of prestressing 12. It will be understood that this space 22 filled by the concrete is of substantially hollow cylindrical shape, of revolution, of the same axis as that of the prestressing frame 12 and the hooping tube 16.

Il peut être prévu d'enrober aussi le tube de frettage 16 avec une partie de béton 14C, en disposant l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14, de manière ad hoc dans un moule 26, comme illustré sur la figure 2D.It may be provided to also coat the hooping tube 16 with a concrete portion 14C, by arranging the prestressing frame 12 and the hooping tube 14, ad hocly in a mold 26, as shown in FIG. 2D .

Généralement, le coulage du béton se fait de manière transversale à l'axe longitudinal A12 de l'armature. En l'espèce, le coulage s'effectue sensiblement verticalement dans le sens des flèches F', tandis que l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14 sont disposés sensiblement horizontalement.Generally, the pouring of the concrete is transverse to the longitudinal axis A12 of the reinforcement. In this case, the casting is performed substantially vertically in the direction of the arrows F ', while the prestressing frame 12 and the shrinking tube 14 are arranged substantially horizontally.

Afin de limiter la présence de cavités au sein du béton 14A, situé entre l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 16, qui sont préjudiciables à sa tenue et à sa bonne adhérence contre l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 16, un pompage par dépression du béton peut être effectué.In order to limit the presence of cavities in the concrete 14A, located between the prestressing frame 12 and the hooping tube 16, which are detrimental to its holding and its good adhesion against the prestressing frame 12 and the tube of shrinking 16, vacuum pumping of the concrete can be carried out.

A cet effet, les moyens de maintien comportent préférentiellement des moyens d'aération, du type évent ou orifice, etc. pour le pompage par dépression du béton. Par exemple, en référence aux figures 2B à 2F, les moyens d'aération, en l'espèce un orifice 21, est prévu débouchant dans le manchon 18.For this purpose, the holding means preferably comprise aeration means, of the vent or orifice type, etc. for vacuum pumping of concrete. For example, with reference to FIGS. 2B to 2F, the aeration means, in this case an orifice 21, is provided opening into the sleeve 18.

En fait, le peigne qui est généralement disposé autour de l'armature de précontrainte pour retenir le béton, peut dans ce cas jouer le rôle du manchon 18.In fact, the comb which is generally arranged around the prestressing frame to retain the concrete, can in this case play the role of the sleeve 18.

Généralement, le coulage du béton se fait de manière transversale à l'axe longitudinal A12 de l'armature. En l'espèce, le coulage s'effectue sensiblement verticalement dans le sens des flèches F' illustrées sur la figure 2D, tandis que l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14 sont disposés sensiblement horizontalement. En l'espèce, l'axe de révolution de l'armature de précontrainte et du tube de frettage, correspondant à l'axe longitudinal A12 de l'armature, est sensiblement horizontal.Generally, the pouring of the concrete is transverse to the longitudinal axis A12 of the reinforcement. In this case, the casting is performed substantially vertically in the direction of arrows F 'illustrated in Figure 2D, while the prestressing frame 12 and the shrinking tube 14 are arranged substantially horizontally. In this case, the axis of revolution of the prestressing frame and shrinking tube, corresponding to the longitudinal axis A12 of the frame, is substantially horizontal.

Selon une autre variante, illustrée sur les figures 2E à 2I, le béton peut être mis en place dans la même direction que l'axe longitudinal A12 de l'armature de précontrainte 12.According to another variant, illustrated in FIGS. 2E to 2I, the concrete may be placed in the same direction as the longitudinal axis A12 of the prestressing frame 12.

Dans ce cas, lorsque l'armature de précontrainte 12 est disposée horizontalement, il peut être injecté, comme illustré sur la figure 2E ; lorsque l'armature de précontrainte 12 est disposée verticalement, il peut être coulé verticalement, comme illustré sur la figure 2F. Le coulage ou l'injection du béton se fait alors de préférence selon les flèches F', par l'espace 24 disponible entre le tube de frettage 16 et un moule 26 et/ou par un des évents prévus dans le manchon 18, comme illustré sur les figures 2E ou 2F.In this case, when the prestressing armature 12 is arranged horizontally, it can be injected, as illustrated in FIG. 2E; when the prestressing armature 12 is disposed vertically, it can be cast vertically, as illustrated in FIG. 2F. Pouring or injection of the concrete is preferably done according to the arrows F ', by the space 24 available between the shrink tube 16 and a mold 26 and / or by one of the vents provided in the sleeve 18, as illustrated. in Figures 2E or 2F.

Selon une autre variante, les moyens de maintien en position peuvent se présenter sous la forme d'un anneau 20 disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, de manière à pouvoir maintenir le tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur les figures 2G à 2I.According to another variant, the means for holding in position can be in the form of a ring 20 arranged coaxially around the prestressing frame 12, so as to hold the shrinking tube 16 coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in FIGS. 2G to 2I.

Dans ce cas, l'anneau 20 est emmanché sur le tube de frettage 16. En l'espèce, l'anneau 20 présente un diamètre intérieur D20i sensiblement égal au diamètre extérieur De du tube de frettage 16 (aux tolérances près d'emmanchement habituelles). La longueur L20 de l'anneau 20 est choisie en fonction de la longueur L16 du tube de frettage 16, pour éviter un débattement de ce dernier et un bon maintien en place autour de l'armature de précontrainte 12. De préférence, la longueur L20 de l'anneau 20 est égale à environ deux fois le diamètre extérieur De du tube de frettage 16.In this case, the ring 20 is fitted on the shrinking tube 16. In this case, the ring 20 has an inside diameter D20i substantially equal to the outside diameter of the shrinking tube 16 (to tolerances close to usual fitting ). The length L20 of the ring 20 is chosen as a function of the length L16 of the hooping tube 16, to avoid a displacement of the latter and a good hold in place around the prestressing frame 12. Preferably, the length L20 of the ring 20 is equal to about twice the outer diameter of the shrinking tube 16.

Le coulage le long de l'axe de l'armature (disposé sensiblement verticalement) ou l'injection du béton se fait alors préférentiellement par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 2I.The casting along the axis of the armature (arranged substantially vertically) or the injection of the concrete is then preferably done by the space 22 available between the shrinking tube 16 and the prestressing frame 12, as shown in FIG. Figure 2I.

On peut aussi prévoir un coulage du béton transversalement à l'axe de l'armature de précontrainte 12. Dans ce cas, un peigne (non représenté) est disposé à l'intérieur du tube de frettage 16 pour empêcher l'écoulement du béton 14 hors du coffrage, par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.It is also possible to provide pouring of the concrete transversely to the axis of the prestressing frame 12. In this case, a comb (not shown) is placed inside the hooping tube 16 to prevent the flow of the concrete 14. outside the formwork, by the space 22 available between the hooping tube 16 and the prestressing frame 12.

Quelle que soit la variante, après durcissement du béton 14, les moyens de maintien, en l'espèce le manchon 18 ou l'anneau 20, sont retirés.Whatever the variant, after hardening of the concrete 14, the holding means, in this case the sleeve 18 or the ring 20, are removed.

Après avoir réalisé ces différentes étapes, la mise en précontrainte du béton est obtenue en relâchant la contrainte de l'armature de précontrainte, de sorte qu'on obtient un élément en béton précontraint tel que représenté sur la figure 1A.After having realized these different stages, the prestressing of the concrete is obtained by releasing the stress of the reinforcement of prestressing, so that a pre-stressed concrete element is obtained as shown in FIG. 1A.

Selon un deuxième mode de réalisation du procédé, illustré sur les figures 3A à 3L, 4A et 4B, le tube de frettage est disposé autour de l'armature de précontrainte après le coulage du béton.According to a second embodiment of the method, illustrated in FIGS. 3A to 3L, 4A and 4B, the shrink tube is placed around the prestressing reinforcement after pouring the concrete.

Dans ce deuxième mode de réalisation, on dispose l'armature de précontrainte 12 cylindrique, comme illustré sur la figure 3A, ainsi qu'un peigne 27 disposé de manière connue autour de l'armature de précontrainte pour retenir le béton, pouvant dans ce cas jouer le rôle du manchon 30 ; puis, on coule le béton 14. L'armature de précontrainte 12 peut éventuellement être maintenue à l'aide de moyens connus 11 représentés schématiquement sur les figures 3A et 3B, de manière à garantir un enrobage régulier autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3B.In this second embodiment, the cylindrical prestressing frame 12, as illustrated in FIG. 3A, is provided with a comb 27 disposed in a known manner around the prestressing frame to retain the concrete, which can in this case play the role of the sleeve 30; then the concrete 14 is poured. The prestressing frame 12 may optionally be maintained using known means 11 shown schematically in FIGS. 3A and 3B, so as to guarantee a regular coating around the prestressing frame 12 as shown in FIG. 3B.

En se référant à la figure 3C, dès le coulage du béton 14 effectué, et avant qu'il n'ait durci, on insère le tube de frettage 16 dans le béton 14 de manière à le mettre en place coaxialement autour de l'armature de précontrainte 12, en le faisant pénétrer au sein du béton par exemple dans le sens de la flèche F.Referring to FIG. 3C, as soon as the concrete 14 has been poured, and before it has hardened, the shrinking tube 16 is inserted into the concrete 14 so as to place it coaxially around the reinforcement prestressing 12, by making it penetrate into the concrete for example in the direction of arrow F.

Pour garantir une mise en place du tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, des moyens de guidage peuvent être prévus. De préférence, préalablement à la mise en précontrainte de l'armature 12, on enfile les moyens de guidage et le tube de frettage 16 autour de l'armature de précontrainte 12, pour pouvoir les disposer comme il convient après la mise en précontrainte de l'armature.To ensure placement of the shrink tube 16 coaxially around the prestressing frame 12, guide means may be provided. Preferably, prior to the prestressing of the armature 12, the guiding means and the shrinking tube 16 are threaded around the prestressing armature 12, in order to be able to dispose them as appropriate after the preloading of the armature 12. frame.

Ces moyens de guidage peuvent se présenter sous une forme d'un manchon 30 emmanché autour de l'armature de précontrainte 12 au niveau d'une extrémité libre 13 qui n'est pas enrobée de béton 14, comme illustré sur la figure 3D. De préférence, le manchon 30 est emmanché autour de l'armature de précontrainte 12 de manière adjacente jusqu'au ras de l'enrobage en béton 14.These guide means may be in the form of a sleeve 30 fitted around the prestressing frame 12 at a free end 13 which is not coated with concrete 14, as illustrated in FIG. 3D. Preferably, the sleeve 30 is fitted around the prestressing reinforcement 12 in an adjacent manner to the level of the concrete coating 14.

Le dimensionnement du manchon 30 est choisi de manière que son diamètre intérieur D30i soit sensiblement égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12 avant mise en tension (aux tolérances près d'emmanchement habituelles), tandis que son diamètre extérieur D30e est légèrement inférieur ou égal au diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 de manière à permettre un glissement du tube de frettage 16 sur le manchon 30.The sizing of the sleeve 30 is chosen so that its internal diameter D30i is substantially equal to the outside diameter D12 of the prestressing frame 12 before tensioning (to the usual tolerances near fitting), while its outside diameter D30e is slightly less than or equal to the inside diameter Di of the tube hooping 16 so as to allow sliding of the hooping tube 16 on the sleeve 30.

Le tube de frettage 16 est alors amené en regard du manchon 30, comme illustré sur la figure 3E, puis on fait coulisser le tube de frettage 16 sur le manchon 30 fixe, en faisant glisser sa surface intérieure Si contre la surface extérieure S30 du manchon 30, dans le sens de la flèche F, jusqu'à l'insertion désirée (pénétration totale ou partielle) du tube de frettage 16 dans le béton 14.The hooping tube 16 is then brought opposite the sleeve 30, as illustrated in FIG. 3E, and the hooping tube 16 is then slid onto the fixed sleeve 30, by sliding its inner surface Si against the outer surface S30 of the sleeve. 30, in the direction of the arrow F, until the desired insertion (total or partial penetration) of the hooping tube 16 in the concrete 14.

Quel que soit le mode envisagé, lorsque l'insertion se fait de manière partielle, c'est-à-dire que le tube de frettage présente une longueur supérieure à la longueur qui doit être insérée dans le béton, après insertion dans le béton et durcissement de ce dernier, la portion du tube de frettage qui dépasse hors du béton peut être découpée, ainsi que l'extrémité libre de l'armature.Whatever the mode envisaged, when the insertion is done in a partial manner, that is to say that the hooping tube has a length greater than the length that must be inserted into the concrete, after insertion into the concrete and curing of the latter, the portion of the shrink tube that protrudes out of the concrete can be cut, as well as the free end of the frame.

Ainsi, après durcissement du béton 14, le manchon 30 est retiré, on relâche la tension dans l'armature de précontrainte 12, on retire le coffrage 26. De préférence, on découpe au ras du béton 14, la portion du tube de frettage qui dépasse éventuellement hors du béton, ainsi que l'extrémité libre 13 de l'armature de précontrainte 12.Thus, after curing of the concrete 14, the sleeve 30 is removed, the tension is released in the prestressing frame 12, the formwork 26 is removed. Preferably, the portion of the hooping tube that is cut is flush with the concrete 14. possibly protrudes out of the concrete, as well as the free end 13 of the prestressing frame 12.

Comme illustré sur la figure 3F, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 est choisi de manière que le tube de frettage 16 puisse pénétrer de manière fluide dans le béton 14 et que ce dernier ne s'écarte pas de l'armature de précontrainte 12, en laissant un espace libre 22 entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.As illustrated in FIG. 3F, the inside diameter Di of the shrinking tube 16 is chosen so that the shrink tube 16 can penetrate fluidly into the concrete 14 and that the latter does not deviate from the prestressing reinforcement. 12, leaving a free space 22 between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12.

L'espace 22, sensiblement cylindrique creux, disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12 doit finalement être occupé par le béton 14, comme illustré sur la figure 3G.The space 22, substantially hollow cylindrical, available between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12 must finally be occupied by the concrete 14, as shown in Figure 3G.

On comprend que l'occupation de cet espace 22 dépend de sa taille et du type de béton 14. En fait, comme décrit précédemment, les diamètre intérieur Di et extérieur De du tube de frettage 16 doivent être choisis en fonction du matériau qui le constitue pour pouvoir résister aux contraintes qu'il subira après la mise en précontrainte du béton et pour qu'il puisse jouer son rôle au sein de l'élément de précontrainte. Cependant, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 doit aussi être choisi en fonction du type de béton 14 enrobant l'armature de précontrainte 12, en particulier en fonction de la viscosité du béton 14.It is understood that the occupation of this space 22 depends on its size and the type of concrete 14. In fact, as described above, the inside diameter Di and outside of the shrink tube 16 must be chosen according to the material that constitutes it to be able to withstand the stresses it will undergo after the prestressing of the concrete and that it can play its role within the prestressing element. However, the inner diameter Di of the shrinking tube 16 must also be chosen according to the type of concrete 14 coating the prestressing frame 12, in particular according to the viscosity of the concrete 14.

Comme précédemment décrit, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 peut par exemple, être choisi en fonction de la taille moyenne des granulats présents dans le béton 14 ou être supérieur au diamètre D12 de l'armature de précontrainte 12, de 10 mm à 20 mm.As previously described, the inner diameter Di of the hooping tube 16 may, for example, be chosen as a function of the average size of the aggregates present in the concrete 14 or be greater than the diameter D12 of the prestressing frame 12, from 10 mm to 20 mm.

Le manchon peut aussi être mobile avec le tube de frettage, comme illustré sur la figure 3H. Dans ce cas, le manchon 30' qui présente de préférence un évent 21, est emmanché sur une portion intérieure du tube de frettage 16 et est apte à coulisser avec lui le long de l'axe A12 de l'armature de précontrainte 12 cylindrique. En l'espèce, le manchon 30' présente un diamètre intérieur D30'i légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte. L'ensemble manchon/tube de frettage est alors coulissé jusqu'à la pénétration désirée du tube de frettage 16 dans le béton 14. La forme et les dimensions du manchon sont choisies d'une part, pour que ce dernier puisse être retiré à la fin de la mise en place du tube de frettage et/ou après durcissement du béton, et d'autre part, pour qu'il ne remplisse pas l'espace 22 dans le tube de frettage 16 qui est destiné à être occupé par le béton 14A.The sleeve may also be movable with the shrink tube as shown in Figure 3H. In this case, the sleeve 30 'which preferably has a vent 21, is fitted on an inner portion of the shrink tube 16 and is slidable with it along the axis A12 of the cylindrical prestressing frame 12. In this case, the sleeve 30 'has an inner diameter D30'i slightly greater than or equal to the outer diameter D12 of the prestressing frame. The sleeve / shrink tube assembly is then slid to the desired penetration of the shrinking tube 16 in the concrete 14. The shape and dimensions of the sleeve are chosen firstly so that the latter can be removed at the end of the establishment of the shrink tube and / or after curing of the concrete, and secondly, so that it does not fill the space 22 in the shrinking tube 16 which is intended to be occupied by the concrete 14A.

Selon une autre variante, les moyens de guidage peuvent se présenter sous la forme d'un anneau 32 disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3I, de manière à pouvoir mettre en place le tube de frettage 16 coaxialement autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur les figures 3J à 3L. Dans ce cas, le tube de frettage 16 coulisse dans le sens de la flèche F à l'intérieur de l'anneau 32.According to another variant, the guiding means may be in the form of a ring 32 arranged coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in FIG. 3I, so as to be able to place the tube of hooping 16 coaxially around the prestressing frame 12, as illustrated in Figures 3J to 3L. In this case, the hooping tube 16 slides in the direction of the arrow F inside the ring 32.

Pour que la surface extérieure De du tube de frettage 16 puisse coulisser à l'intérieur de l'anneau 32 fixe, en glissant contre la surface intérieure S32 de ce dernier, comme représenté sur les figures 3J et 3K, l'anneau 32 présente un diamètre intérieur D32i légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur De du tube de frettage 16. L'anneau 32 est disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12 au niveau de l'extrémité libre 13 qui n'est pas enrobée de béton 14, au ras du béton.For the outer surface of the shrinking tube 16 to slide inside the fixed ring 32, sliding against the inner surface S32 thereof, as shown in FIGS. 3J and 3K, the ring 32 has a inner diameter D32i slightly greater than or equal to the outer diameter of the shrinking tube 16. The ring 32 is arranged coaxially around the prestressing frame 12 at the free end 13 which is not coated with concrete 14, flush with the concrete.

À la fin de la mise en place du tube de frettage 16 dans le béton 14, le tube de frettage 16 se trouve disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3K.At the end of the placement of the hooping tube 16 in the concrete 14, the hooping tube 16 is coaxially disposed around the prestressing frame 12, as shown in Figure 3K.

Les mêmes contraintes dimensionnelles du tube de frettage 16 telles que précitées, sont à respecter comme pour la première variante, afin de s'assurer qu'une partie 14A du béton reste présente dans l'espace 22 qui existe entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.The same dimensional constraints of the shrinking tube 16 as mentioned above, are to be respected as for the first variant, to ensure that a portion 14A of the concrete remains present in the space 22 that exists between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12.

Il peut être prévu que ce soit le coffrage 26 qui présente directement une ouverture cylindrique ayant les caractéristiques dimensionnelles précitées pour permettre un coulissement du tube de frettage dans le béton au travers de cette ouverture.It can be provided that it is the formwork 26 which directly has a cylindrical opening having the aforementioned dimensional characteristics to allow a sliding of the shrinking tube in the concrete through this opening.

En outre, pour éviter l'écoulement du béton par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, il peut être nécessaire de disposer un peigne (non représenté) entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12 après mise en place du tube de frettage 16 dans le béton frais.In addition, to prevent the flow of concrete through the space 22 available between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12, it may be necessary to have a comb (not shown) between the shrink tube 16 and the preload reinforcement 12 after placing the hooping tube 16 in the fresh concrete.

Il peut être prévu, pour garantir un meilleur guidage, que l'on dispose à la fois un manchon 30 et un anneau 32 tels que précités. Dans ce cas, le guidage du tube de frettage 16 s'effectue à la fois par glissement de sa surface intérieure Si contre la surface extérieure S30 du manchon 30 fixe, et par glissement de sa surface extérieure Se contre la surface intérieure S32 de l'anneau 32 fixe, comme illustré sur la figure 4A.It can be provided, to ensure better guidance, that it has both a sleeve 30 and a ring 32 as mentioned above. In this case, the guide of the hooping tube 16 is made both by sliding of its inner surface Si against the outer surface S30 of the fixed sleeve 30, and by sliding of its outer surface Se against the inner surface S32 of the Fixed ring 32, as shown in Figure 4A.

Comme pour le premier mode de réalisation, après avoir effectué le coulage du béton 14, les moyens de guidage, en l'espèce le manchon 30 et/ou l'anneau 32, sont retirés, et la mise en précontrainte du béton est effectuée en relâchant la tension de l'armature de précontrainte, de sorte qu'on obtient un élément en béton précontraint tel que représenté sur la figure 1A.As for the first embodiment, after pouring the concrete 14, the guide means, in this case the sleeve 30 and / or the ring 32, are removed, and the prestressing of the concrete is carried out. releasing the tension of the prestressing reinforcement, so that a prestressed concrete element is obtained as shown in FIG. 1A.

Il peut être prévu que ces moyens de guidage coulissent avec le tube de frettage. La figure 4B illustre une telle variante, dans laquelle un élément de guidage 31, présentant un évent 21 tel que précité, est emmanché sur une portion extérieure du tube de frettage 16. Comme décrit précédemment, les dimensions de cet élément de guidage 31 sont choisies pour permettre un coulissement autour de l'armature de précontrainte et une mise en place de manière coaxiale autour de cette dernière, du tube de frettage dans le béton. L'élément de guidage 31 permet en outre d'éviter l'écoulement du béton hors du coffrage par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.It can be provided that these guide means slide with the shrink tube. FIG. 4B illustrates such a variant, in which a guide element 31, having a vent 21 as mentioned above, is fitted on an outer portion of the shrinking tube 16. As previously described, the dimensions of this guide element 31 are chosen to allow a sliding around the prestressing frame and a coaxial implementation around the latter, the shrinking tube in the concrete. The guide element 31 also makes it possible to prevent the concrete from flowing out of the formwork by the space 22 available between the shrink tube 16 and the prestressing frame 12.

Quel que soit le procédé (mise en place du tube de frettage avant ou après coulage du béton) et quelle que soit la variante (anneau et/ou manchon) retenus, les moyens de maintien et les moyens de guidage sont préférentiellement des éléments de révolution et sont disposés de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, c'est-à-dire que leur axe de révolution est confondu avec l'axe de l'armature de précontrainte 12 cylindrique.Whatever the method (placement of the shrink tube before or after pouring concrete) and regardless of the variant (ring and / or sleeve) retained, the holding means and the guide means are preferably elements of revolution and are arranged coaxially around the prestressing armature 12, that is to say that their axis of revolution coincides with the axis of the cylindrical prestressing frame 12.

De préférence, les peignes, moules et éléments de guidage ou de maintien sont retirés après la mise en précontrainte du béton.Preferably, the combs, molds and guiding or holding members are removed after the prestressing of the concrete.

Les surfaces utiles (surface intérieure et/ou surface extérieure) de ces moyens de maintien ou de guidage présentent toutes les caractéristiques dimensionnelles en terme d'ajustement et d'état de surface qui sont généralement prévues de manière connue, pour réaliser des maintiens par emmanchement ou respectivement des mises en place par glissement de surfaces.The useful surfaces (inner surface and / or outer surface) of these holding or guiding means have all the dimensional characteristics in terms of adjustment and surface condition which are generally provided in a known manner, to achieve support by fitting or respectively implementation by sliding surfaces.

Claims (25)

Elément en béton précontraint comprenant au moins une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (12'), et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 12'),
caractérisé en ce que l'armature de précontrainte (12) est cylindrique,
en ce que l'élément de béton comporte en outre au moins un tube de frettage (16) qui entoure au moins une partie cylindrique (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12'), et
en ce qu'une partie (14A) du béton (14) est présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12').Prestressed concrete element comprising at least one prestressing reinforcement (12, 12 ') comprising at least one wire element (12'), and a concrete (14) encasing said prestressing reinforcement (12, 12 '),
characterized in that the prestressing frame (12) is cylindrical,
in that the concrete element further comprises at least one shrink tube (16) which surrounds at least one cylindrical portion (12a) of the prestressing frame (12, 12 '), and
in that a portion (14A) of the concrete (14) is present between said shrink tube (16) and the prestressing frame (12, 12 '). Elément selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un tube de frettage (16) à chaque extrémité (12E) de l'armature de précontrainte (12, 12').Element according to the preceding claim, characterized in that it comprises a shrink tube (16) at each end (12E) of the prestressing frame (12, 12 '). Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite armature de précontrainte (12, 12') et ledit tube de frettage (16) sont cylindriques et en ce que ce dernier entoure coaxialement la partie (12a) de ladite armature de précontrainte (12,12').Element according to claim 1 or 2, characterized in that said prestressing armature (12, 12 ') and said shrinking tube (16) are cylindrical and in that the latter coaxially surrounds the portion (12a) of said prestressing armature (12,12 '). Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12') entourée par le tube de frettage (16) présente une longueur (L16) au moins égale à 5% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f) entre l'armature de précontrainte (12, 12') et le béton (14).Element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the portion (12a) of the prestressing frame (12, 12 ') surrounded by the shrinking tube (16) has a length (L16) at least equal to 5% of the length (L) of transmission of the prestressing force (f) between the prestressing reinforcement (12, 12 ') and the concrete (14). Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12') entourée par le tube de frettage (16) présente une longueur (L16) sensiblement comprise entre 25% et 50% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f) entre l'armature de précontrainte (12,12') et le béton (14).Element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the portion (12a) of the prestressing frame (12, 12 ') surrounded by the shrinking tube (16) has a length (L16) substantially comprised between 25% and 50% of the length (L) of transmission of the prestressing force (f) between the prestressing reinforcement (12,12 ') and the concrete (14). Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de 10 mm à 20 mm.Element according to any one of the preceding claims, characterized in that said shrink tube (16) is a cylinder of revolution having an inside diameter (Di) which is greater than diameter (D12) of the prestressing frame (12, 12 '), from 10 mm to 20 mm. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton (14).Element according to any one of the preceding claims, characterized in that said shrinking tube (16) is a cylinder of revolution having an inside diameter (Di) which is greater than the diameter (D12) of the prestressing frame (12, 12 '), two to three times the average size of the aggregates present in the concrete (14). Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une surface (Se, Si) ayant une rugosité (R) comprise entre 150 µm et 5 mm.Element according to any one of the preceding claims, characterized in that said shrink tube (16) has a surface (Se, Si) having a roughness (R) of between 150 μm and 5 mm. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie du béton (14C) enrobe en outre ledit tube de frettage (16).Element according to any one of the preceding claims, characterized in that a portion of the concrete (14C) further encapsulates said shrink tube (16). Procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint comprenant au moins une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (12'), et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 12'), caractérisé en ce que les étapes suivantes sont réalisées : - disposition d'une armature de précontrainte cylindrique (12, 12'), - mise en tension de l'armature de précontrainte (12, 12'), - disposition d'au moins un tube de frettage (16) autour d'au moins une partie (12a) cylindrique de l'armature de précontrainte (12, 12'), - coulage du béton (14) de telle manière qu'une partie (14A) du béton (14) soit présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12'), et - mise en précontrainte du béton (14, 14A) par relâchement de l'armature de précontrainte après durcissement du béton (14, 14A). Method for producing a prestressed concrete element comprising at least one prestressing reinforcement (12, 12 ') comprising at least one wire element (12'), and a concrete (14) encasing said prestressing reinforcement (12, 12 ') ), characterized in that the following steps are performed: - Arrangement of a cylindrical prestressing frame (12, 12 '), - tensioning the prestressing reinforcement (12, 12 '), arranging at least one shrinking tube (16) around at least one cylindrical portion (12a) of the prestressing frame (12, 12 '), pouring the concrete (14) such that a portion (14A) of the concrete (14) is present between said shrink tube (16) and the prestressing frame (12, 12 '), and - Prestressing the concrete (14, 14A) by releasing the prestressing reinforcement after hardening of the concrete (14, 14A). Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on dispose un tube de frettage (16) à chaque extrémité (12E) de l'armature de précontrainte (12, 12').Method according to claim 9, characterized in that a shrink tube (16) is provided at each end (12E) of the prestressing frame (12, 12 '). Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) est disposé autour de l'armature de précontrainte (12,12') avant le coulage du béton (14).Method according to claim 10 or 11, characterized in that the shrink tube (16) is arranged around the prestressing reinforcement (12, 12 ') before pouring the concrete (14). Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on dispose en outre des moyens de maintien en position (18 ; 20) pour maintenir le tube de frettage (16) en position coaxiale autour de la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12'), lors du coulage du béton (14).Method according to Claim 12, characterized in that position-keeping means (18; 20) are also provided for holding the shrinking tube (16) coaxially around the armature portion (12a). prestressing element (12, 12 ') during the pouring of the concrete (14). Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'on enrobe l'armature de précontrainte (12, 12') et ledit tube de frettage (16), en coulant le béton (14) autour dudit tube de frettage (16), et entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12').Method according to Claim 12 or 13, characterized in that the prestressing reinforcement (12, 12 ') and said shrinking tube (16) are coated by casting the concrete (14) around said shrinking tube (16). ), and between said shrink tube (16) and the prestressing frame (12, 12 '). Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'on effectue un pompage par dépression du béton (14) et en que les moyens de maintien en position (18 ; 20) comportent des moyens d'aération (21) pour le pompage par dépression du béton (14).Process according to one of Claims 12 to 14, characterized in that the concrete (14) is pumped under vacuum and the means (18; 20) are provided with aeration means (21). ) for vacuum pumping of the concrete (14). Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) est disposé autour de l'armature de précontrainte (12, 12') après le coulage du béton (14).Method according to claim 10 or 11, characterized in that the shrink tube (16) is arranged around the prestressing reinforcement (12, 12 ') after pouring the concrete (14). Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on dispose en outre des moyens de guidage (30 ; 30' ; 31 ; 32) pour guider le tube de frettage (16) lors de sa mise en place dans le béton (14) de manière coaxiale autour de la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12').Method according to Claim 16, characterized in that guide means (30; 30 ';31; 32) are furthermore provided for guiding the shrinking tube (16) when it is placed in the concrete (14). ) coaxially around the portion (12a) of the prestressing frame (12, 12 '). Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de guidage (30) présentent une surface extérieure (S30) qui permet un guidage du tube de frettage (16).Method according to claim 17, characterized in that the guide means (30) have an outer surface (S30) which permits guiding of the hooping tube (16). Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de guidage (32) présentent une surface intérieure (S32) qui permet un guidage du tube de frettage (16).Method according to claim 17, characterized in that the guiding means (32) have an inner surface (S32) which permits guiding of the hooping tube (16). Tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint comprenant une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (12'), et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 12'),
caractérisé en ce qu'il est apte à entourer au moins une partie cylindrique (12A) d'une armature de précontrainte (12, 12') cylindrique, et
en ce qu'il présente un diamètre intérieur (Di) qui permet à une partie (14A) du béton (14) d'être présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature cylindrique de précontrainte (12, 12').Shrink tube for producing a prestressed concrete element comprising a prestressing reinforcement (12, 12 ') comprising at least one wire element (12'), and a concrete (14) encasing said prestressing reinforcement (12, 12 '),
characterized in that it is capable of surrounding at least one cylindrical portion (12A) of a cylindrical prestressing frame (12, 12 '), and
in that it has an inside diameter (Di) which allows a portion (14A) of the concrete (14) to be present between said shrink tube (16) and the cylindrical preload reinforcement (12, 12 ') . Tube de frettage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) comporte au moins une surface (Se, Si) qui présente une rugosité (R) comprise entre 150 µm et 5 mm.Hooking tube according to the preceding claim, characterized in that the shrinking tube (16) comprises at least one surface (Se, Si) which has a roughness (R) between 150 microns and 5 mm. Tube de frettage selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une longueur (L16) au moins égale à 5% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f).Shrink tube according to claim 20 or 21, characterized in that said shrink tube (16) has a length (L16) at least equal to 5% of the length (L) of transmission of the prestressing force (f). Tube de frettage selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une longueur (L16) comprise entre 25% et 50% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f).Shrink tube according to claim 20 or 21, characterized in that said shrink tube (16) has a length (L16) of between 25% and 50% of the length (L) of transmission of the prestressing force (f) . Tube de frettage selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de 10 mm à 20 mm.Shrink tube according to any one of claims 20 to 23, characterized in that it comprises a cylinder of revolution having an inside diameter (Di) which is greater than the diameter (D12) of the prestressing armature (12, 12 '), from 10 mm to 20 mm. Tube de frettage selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton (14).Shrink tube according to any one of claims 20 to 23, characterized in that it comprises a cylinder of revolution having an inside diameter (Di) which is greater than the diameter (D12) of the prestressing armature (12, 12 '), two to three times the average size of aggregates in concrete (14).
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