EP2601344B1 - Toron, cable de structure et procede de fabrication du toron - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to strands used in particular for civil engineering structures or other structures.
- Such strands are for example described in EP 0 950 762 A1 , JP 2005 048405 A or DE 44 35 744 A1 .
- Individually protected strands are known having several twisted wires, usually six steel wires spiraling around a central steel wire.
- Metal wires are frequently subjected to electrochemical treatment (galvanization, galfanisation, ). They are also surrounded by an outer sheath generally plastic. The space between the twisted wires and the sheath is filled with a protective material.
- the protective material used in these individually protected strands generally consists of wax, for example oil, or grease.
- wax for example oil, or grease.
- these individually protected strands can not efficiently transmit significant axial (i.e., tangential) stresses from their outer sheath to their twisted wires.
- Coherent strands are also known. Compared to the sheathed-greased or sheathed-waxed strands mentioned above, the filler used in the coherent strands, between the twisted metal wires and the sheath, is a protective material adhered to the metal wires and to the inner face of the wire. the sheath, typically an adhered polymer.
- the coherent strands are particularly usable when it is necessary to transmit axial forces (i.e. tangential) of the sheath to metal son, for example in the carrying cables of suspension bridges, in the saddle bridges, or other.
- a disadvantage of coherent strands lies in their cost of manufacture, while their adhesion property is potentially used only over a very small part of their length: the cumulative length of the collars in the case of a suspension bridge, the length saddle in the case of a saddle bridge, etc., which may represent less than 10% of the total cable length.
- a protective material / plastic material interface e.g. HDPE
- This complexity is all the greater as the interface in question is extended.
- Such consistency over the entire length of a strand can hardly be obtained elsewhere than in the factory, during the manufacture of the strand, and under well controlled conditions.
- An object of the present invention is to provide a strand which limits at least some of the aforementioned disadvantages.
- the document JP 2005 048405 A discloses a strand having a group of twisted wires said strand being arranged to include: - on a first part of its length: a sheath containing the group of twisted son, and a filler, and - on a second part of its length, distinct from the first part: a material covering the periphery of the group of twisted son, said material being adherent on the twisted son of the group.
- the invention thus proposes a strand according to claim 1.
- the invention also provides a structural cable comprising a bundle of strands as mentioned above. This cable is arranged so that said second portion of the strands of the beam is substantially aligned for a majority of at least the strands of the beam.
- the cable offers overall coherence only in the relevant places.
- Said material may be deposited on the periphery of the group of twisted son by extrusion, molding, or other.
- the strand 3 of the figure 1 is arranged to comprise two parts, 1 and 2, distinct along its length. In the illustrated example, these two parts each consist of sub-parts, so that they appear entangled. In other examples, the part 1 and / or the part 2 of the strand 3 could be continuous, that is to say uninterrupted by the other. For example, the part 2 could consist of one or both endings of the strand 3, the part 1 representing the intermediate current portion of this strand 3. Any other configuration can also be considered.
- part 2 corresponds to a total length (ie cumulative) less than that of part 1. This is well suited to certain applications where a coherence of the strand is only necessary on limited portions of the strand. Part 2 could however be longer or the same length as part 1 in other cases.
- the part 2 corresponds to a set of locations distributed along the length of the strand 3 and each intended to cooperate with a
- the strand 3 comprises, as for the strands of the prior art mentioned in the introduction, a group of twisted son 8.
- the twisted son are typically metal, for example steel, optionally subjected to electrochemical treatment (galvanization, galfanisation ,. ..). They extend over the entire length of the strand 3 or almost, that is to say indifferently on parts 1 and 2.
- a cross section of the strand 3 in its part 1 is represented in the figure 2 . It shows the group of twisted son 8, which here are seven in number, namely a central strand and six peripheral strands in this example.
- a sheath 4 contains the group of twisted son 8. It is for example of possibly flexible plastic material, such as a polyolefin, especially HDPE (high density polyethylene), or a polyamide.
- a polyolefin especially HDPE (high density polyethylene), or a polyamide.
- a flexible filler 7 such as an amorphous polymer, a wax or a grease, for example a petroleum filler, fills a peripheral gap 6 situated between the inner face of the sheath 4 and the periphery of the group of twisted wires 8.
- the flexible filling product 7 additionally fills at least part of the interstices 5 situated between the twisted wires 8 of the group, which appear in the figure in the schematic form of curvilinear triangles whose sides are constituted by portions of circumference of three adjacent wires each.
- the flexible filling product 7 advantageously has lubricating properties. In any case, it has no adhesion capacity to twisted son 8 (at least not in the same proportions as the material 9 which will be described later).
- the strand 3 has, in part 1 of its length, a constitution which is in particular similar to that of a semi-adherent type strand as described in FIG. EP 1 211 350 .
- This constitution can even be even closer to that of sheathed-greased or sheathed-waxed strands of the prior art, especially in the case where the inner face of the sheath 4 penetrates little or not between the twisted wires 8, for example if it has a substantially circular cross section around the group of twisted wires 8.
- FIG. figure 3A An example of a cross section of the strand 3 in its part 2 is shown in FIG. figure 3A .
- the periphery of the group of twisted son 8 is covered by a different material 9.
- This material 9 is adhered to the twisted son 8, by surface adhesion and / or form adhesion. It covers the periphery of the group of twisted son 8 over the entire length of the portion 2 of the strand 3, or only a portion thereof. It is directly in contact with the twisted wires 8, although a small amount of flexible filling product 7 may be present in places between the material 9 and the twisted wires 8 without excessively hindering the adhesion between these elements.
- a protective element 4 ' is placed around the twisted son group 8, in contact with the material 9.
- This protective element 4' is for example of the same physico-chemical nature as the sheath 4 and advantageously forms with the sheath 4 a protective sealing barrier having a substantially continuous outer face along the entire length of the strand. Seen from the outside of the strand 3, when the protective element 4 'has the same physico-chemical composition as the sheath 4, everything happens as if the strand 3 was provided with a continuous sheath over its entire length ( to the connections between the sheath 4 and the protection element 4 'near, at the junction of the parts 1 and 2 of the strand).
- the inner face of the protective element 4 ' can take the same shape as that of the sheath 4 as illustrated on the Figures 2 and 3A or have a different shape, for example with a greater or lesser penetration of the protective element 4 'between the twisted wires 8.
- the material 9 is advantageously adherent, not only on the twisted son 8, but also on the inner face of the protective element 4 '.
- it can be adhered, for example by chemical bonding, with the protection element 4 '.
- a binding agent may be used, such as an ethylene-acrylic ester-maleic anhydride terpolymer, a grafted polyethylene, or the like.
- the material 9 is for example a polymer, such as an elastomer. It may be polybutadiene.
- Part 2 of the strand 3 is thus similar to a portion of strand of coherent type as described in EP 0 855 471 .
- the flexible filling product 7 fills on the part 2, as on the part 1 of the strand 3, at least a portion of the internal interstices 5 between the twisted son 8 of the group.
- the material 9 and the flexible filling product 7 are thus in contact with one another in the vicinity of the central wire of the strand 3.
- the material 9 could indeed replace the flexible filling product 7 also at these interstices 5, and thus fill all the space available around the twisted son 8, delimited by the protective element 4 '.
- an empty space or another product could take the place of the flexible filling product 7 around the central wire of the strand 3 and up to the material 9.
- the figure 3B shows an example of cross section of the strand 3 in its part 2, alternative to that of the figure 3A .
- the difference between the two layouts is that in the example of the figure 3B the adhering material 9 is not surrounded by a protective element 4 '.
- the adherent material 9 in fact plays a role in protecting the twisted wires 8, in particular against corrosion, in addition to its role of transmitting axial forces between the protection element 4 'and the twisted wires 8.
- This embodiment is well suited in particular to cases where the strand 3 is already protected from the outside with respect to mechanical aggression, ultraviolet radiation and / or other, for example by its positioning. This is particularly the case when the part 2 of the strand 3 is located in a saddle of a saddle bridge, in a clamp used in the framework of a suspension bridge, or other.
- the material 9 forms, with the sheath 4, a protective sealing barrier having a substantially continuous outer face over the entire length of the strand.
- the material 9 may have an outer face of the same shape, for example substantially circular, and of the same diameter and / or thickness as the sheath 4 used in part 1.
- the flexible filling product 7 can fill at least part of the internal interstices 5 between the twisted son of the group, the material 9 then having an interface with the product 7.
- the flexible filling product 7 may be absent, in which case the material 9, an empty space, or another product could take its place totally or partially.
- the strands according to the invention also make it possible to reduce the length of the adherent material / plastic material interface of the sheath with respect to the conventional coherent strands, which simplifies their implementation.
- the latter can then be performed not only in the factory, but also directly on the site in whole or in part.
- the figure 4 shows a structural cable comprising a bundle of strands 3 identical or similar to those just described.
- This cable 13 can be used in connection with any type of civil engineering work or other structure.
- the bundle of strands can be organized in any conceivable way, the strands 3 being for example substantially parallel to each other. It is optionally contained in a sheath 10 over all or part of the length of the cable 13.
- the structure cable 13 is further arranged so that the portion 2 (and correspondingly, the part 1) of the strands 3 of the beam is substantially aligned for a majority of at least said strands.
- the portion 2 (and correspondingly, the part 1) of the strands 3 of the beam is substantially aligned for a majority of at least said strands.
- at least half of the strands 3 of the bundle have their part 2 located approximately in the same plane, or in a plurality of planes when the part 2 is divided into several subparts.
- the reference 11 corresponds to all the parts 1 of the strands 3 and the reference 12 corresponds to all the parts 2 of the strands 3.
- the reference 12 translates that all the strands 3 have their part 2 situated approximately in one of three planes (a plane for each subpart of the part 2 of any strand 3).
- the plans in question are substantially orthogonal to the axis of the cable 13. Other arrangements could be considered as a replacement or complement to that of the figure 4 .
- FIGS. 5 and 6 show an example of application using strands according to the invention. This non-limiting example relates to a suspension bridge.
- the suspension bridge shown on the figure 5 conventionally comprises an apron 21, two pylons 22, two parallel carrying cables 23, only one of which is visible in the drawing, and a plurality of lines 24 which are attached to the cables 23, and which carry the apron 1.
- the carrier cables 23 are considered to be identical to the cable 13 which has been described above in relation to the figure 4 .
- the numerical references used on the figure 4 are therefore listed below in relation to the carrying cables 23.
- each line 24 may, for example, be hooked to one of the carrying cables 23 by means of a jaw clamp 20 consisting of two substantially semi-cylindrical metal shells 17 and 18 which are clamped around the cable 13 by means of bolts 16.
- the support cables 23 are advantageously positioned so that their part 12 which groups together all the parts 2 of the strands 3 (locally coherent part) corresponds to the attachment zones to the lines 24, at the collars 20. At these locations in Indeed, the lines 24 exert on the support cables 23 tensile forces directed downwards which have a component tangent to the carrying cables 23, directed in the direction of the slope of the carrying cables: it is these tangential forces (ie axial) that are transmitted by friction to the sheaths 4 of the strands 3 of the carrying cables 23.
- the local consistency of the strands 3 at the collars 20 allows the forces applied parallel to the axis of the strands 3 are properly transmitted to the twisted son 8. This ensures a good performance of the assembly.
- the part 2 of one or more strands 3 may advantageously correspond to a set of locations distributed over the length of the strand or strands, and each intended to cooperate with a structural element capable of locally generating axial forces on the strand or strands.
- This structural element is not necessarily a hanger or a collar as mentioned above. It can take various forms depending on the chosen application.
- manufacture of a strand according to the invention can be carried out according to any appropriate method.
- the strand 3 is first designed with the sheath 4 containing the group of twisted wires 8 and the product flexible filling 7 filling the peripheral gap 6 located between the inner face of the sheath 4 and the periphery of the group of twisted son 8, over substantially its entire length. At this stage of manufacture, the strand 3 is not coherent on any part of its length.
- the sheath 4 and at least a portion of the flexible filling product 7 present at the periphery of the group of twisted wires 8 are removed locally over a portion of the length of the strand 3 which will become the part 2 mentioned above (the part the length of the strand 3 which will become the part 1 being left unchanged).
- the local withdrawal of the sheath 4 may for example be carried out by transverse cutting, for example in a plane orthogonal to the axis of the strand 3, using a conventional cutting means adapted to the material of the sheath, such as than a saw, a laser, or whatever.
- the portion of sheath cut can then be opened and separated from the portion of the group of twisted son it contained.
- the uncut portion of the sheath 4 remains, in turn, in place.
- the withdrawal of the flexible filling product 7 present at the periphery of the group of twisted son can also be done by any appropriate means. It may for example result from wiping the periphery of the group, performed manually by an operator, a machine, a combination of the two, or other. This wiping may be more or less insistent, depending on whether or not it tolerates that a small amount of flexible filling product 7 remains in places on the surface of the twisted son 8.
- the grouping of twisted wires 8 is then covered with the adherent material 9 mentioned above.
- the establishment of the adherent material 9 on the periphery of the group of twisted son 8 may be carried out for example by extrusion.
- the unsheathed portion of the strand 3 can be passed through an extruder which deposits the adherent material 9.
- This extrusion is for example of the type described in FIG. EP 0 855 471 , Or other.
- the establishment of the adherent material 9 on the periphery of the group of twisted son 8 may be performed for example by molding.
- this protective element 4' can be put in place in all possible ways. It may for example be deposited by hot extrusion so as to coat the adherent material 9, by molding or otherwise.
- a bonding agent as mentioned above may optionally be coated on the material 9 (eg by coextrusion), before the introduction of the protective element 4 ', in order to adhere the material 9 to the material constituting the material. protection element 4 '.
- the strand 3 could be manufactured without the flexible filling product 7 and the sheath 4 initially extending over its entire length. In this case, the parts 1 and 2 could appear substantially simultaneously during the manufacture of the strand 3.
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Description
- La présente invention concerne les torons utilisés notamment pour des ouvrages de génie civil ou autres structures. De tels torons sont par exemple décrits dans
EP 0 950 762 A1 ,JP 2005 048405 A DE 44 35 744 A1 . - On connaît des torons individuellement protégés comportant plusieurs fils métalliques torsadés, couramment six fils d'acier se développant en hélice autour d'un fil d'acier central. Les fils métalliques sont fréquemment soumis à un traitement électrochimique (galvanisation, galfanisation,...). Ils sont par ailleurs entourés par une gaine extérieure généralement en matière plastique. L'espace situé entre les fils métalliques torsadés et la gaine est rempli avec un matériau protecteur.
- Ces torons individuellement protégés sont habituellement utilisés pour réaliser des haubans de pont, et ils se sont révélés efficaces pour protéger ces haubans contre la corrosion.
- Le matériau protecteur utilisé dans ces torons individuellement protégés est généralement constitué par de la cire, par exemple pétrolière, ou de la graisse. De ce fait, ces torons individuellement protégés ne peuvent pas efficacement transmettre des efforts axiaux (i.e. tangentiels) importants depuis leur gaine extérieure vers leurs fils métalliques torsadés.
- C'est la raison pour laquelle de tels torons individuellement protégés ne peuvent pas être utilisés dans des applications où des forces axiales, susceptibles de faire glisser la gaine sur les fils métalliques, doivent être appliquées sur les torons. C'est notamment le cas en ce qui concerne les ponts suspendus ou d'autres ouvrages suspendus, ainsi que les ponts à selle. Dans un pont suspendu par exemple, des câbles porteurs comprenant des faisceaux de torons individuellement protégés doivent reprendre par frottement des efforts dirigés parallèlement à leur axe, efforts qui sont par exemple transmis par des colliers de serrage auxquels le tablier du pont est suspendu par l'intermédiaire de suspentes.
- Une solution est alors de retirer la gaine des torons et de se fixer directement sur les fils métalliques. Mais cela est préjudiciable à la protection anti-corrosion et donc à la durabilité de la structure à laquelle les torons participent.
- On connaît également des torons "cohérents". Par rapport aux torons gainés-graissés ou gainés-cirés mentionnés ci-dessus, le produit de remplissage utilisé dans les torons cohérents, entre les fils métalliques torsadés et la gaine, est un matériau protecteur adhérant sur les fils métalliques et sur la face intérieure de la gaine, typiquement un polymère adhérisé.
- Ainsi, les torons cohérents sont notamment utilisables lorsqu'il est nécessaire de transmettre des efforts axiaux (i.e. tangentiels) de la gaine aux fils métalliques, par exemple dans les câbles porteurs de ponts suspendus, dans les ponts à selle, ou autres.
- Des détails sur les torons cohérents peuvent être trouvés par exemple dans
EP 0 855 471 . - Un inconvénient des torons cohérents réside dans leur coût de fabrication, alors que leur propriété d'adhérence n'est potentiellement utilisée que sur une très faible partie de leur longueur : la longueur cumulée des colliers dans le cas d'un pont suspendu, la longueur de la selle dans le cas d'un pont à selle, etc., ce qui peut représenter moins de 10 % de la longueur totale du câble.
- En outre, l'obtention d'une cohérence satisfaisante sur une interface matériau protecteur / matière plastique (e.g. PEHD) est techniquement complexe. Cette complexité est d'autant plus grande que l'interface en question est étendue. Une telle cohérence sur toute la longueur d'un toron peut difficilement être obtenue ailleurs qu'en usine, lors de la fabrication du toron, et dans des conditions bien maîtrisées.
- Un but de la présente invention est de proposer un toron qui limite certains au moins des inconvénients susmentionnés.
- Le document
JP 2005 048405 A - L'invention propose ainsi un toron selon la revendication 1.
- Du fait de sa constitution, un tel toron est bien protégé notamment contre la corrosion, et il ne risque pas de se décomposer par glissement de la gaine sur les fils torsadés. Sa cohérence limitée à une partie seulement de la longueur du toron en simplifie en outre la mise en oeuvre.
- Selon des modes de réalisation avantageux qui peuvent être combinés de toutes les manières envisageables :
- ladite deuxième partie correspond à une longueur totale inférieure à celle de ladite première partie; on limite ainsi la cohérence du toron au strict nécessaire;
- ladite deuxième partie correspond à un ensemble d'endroits répartis sur la longueur du toron et auxquels des efforts axiaux appliqués au toron sont susceptibles d'apparaître; la cohérence est ainsi assurée là où on en a besoin pour transmettre les efforts axiaux exercés sur le toron;
- le toron comprend en outre, sur ladite deuxième partie de sa longueur, un élément de protection placé au contact dudit matériau couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés, ledit élément de protection étant de même nature physico-chimique que la gaine et formant avec la gaine une barrière de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron; la protection est ainsi renforcée sur toute la longueur du toron;
- le matériau couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés sur ladite deuxième portion est agencé pour former avec la gaine contenant le élément de structure susceptible de générer localement des efforts axiaux sur le toron, comme cela sera explicité plus loin. Il est cependant possible, en variante, d'adopter une disposition plus aléatoire des parties 1 et 2 du toron. groupement de fils torsadés une barrière de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron; la protection est ainsi renforcée sur toute la longueur du toron;
- le produit souple de remplissage comble en outre une partie au moins des interstices situés entre les fils torsadés du groupement sensiblement sur la première partie et la deuxième partie de la longueur du toron; la protection contre la corrosion est ainsi assurée entre les fils torsadés;
- le matériau couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés sur une deuxième partie de sa longueur comprend un polymère; et/ou
- le matériau couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés sur une deuxième partie de sa longueur est du polybutadiène.
- L'invention propose aussi un câble de structure comprenant un faisceau de torons tels que mentionnés ci-dessus. Ce câble est agencé pour que ladite deuxième partie des torons du faisceau soit sensiblement alignée pour une majorité au moins des torons du faisceau.
- Ainsi, le câble offre une cohérence d'ensemble aux seuls endroits pertinents.
- L'invention propose encore un procédé de fabrication d'un toron tel que mentionné ci-dessus, le toron comportant un groupement de fils torsadés et comprenant initialement, sur sensiblement toute sa longueur, une gaine contenant le groupement de fils torsadés et un produit souple de remplissage comblant un interstice périphérique situé entre la face intérieure de la gaine et la périphérie du groupement de fils torsadés. Ce procédé comprend les étapes suivantes relativement à une deuxième partie de la longueur du toron, distincte d'une première partie de la longueur du toron laissée inchangée :
- retirer localement la gaine et une partie au moins du produit souple de remplissage présent à la périphérie du groupement de fils torsadés, et
- couvrir la périphérie du groupement de fils torsadés avec un matériau adhérent sur les fils torsadés du groupement.
- Ledit matériau peut être déposé sur la périphérie du groupement de fils torsadés par extrusion, par moulage, ou autre.
- D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique longitudinale d'un toron selon un exemple de réalisation de l'invention ; - la
figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon l'axe II-II du toron de lafigure 1 ; - la
figure 3A est une vue schématique en coupe transversale selon l'axe III-III du toron de lafigure 1 , selon un premier exemple de réalisation ; - la
figure 3B est une vue schématique en coupe transversale selon l'axe III-III du toron de lafigure 1 , selon un deuxième exemple de réalisation ; - la
figure 4 est une vue schématique longitudinale d'un exemple de câble de structure mettant en oeuvre des torons selon lafigure 1 ; - la
figure 5 est une vue schématique générale d'un exemple de pont suspendu ; - la
figure 6 est une vue schématique en coupe transversale d'un câble porteur du pont de lafigure 5 , avec un collier d'accrochage de suspente. - Le toron 3 de la
figure 1 est agencé pour comprendre deux parties, 1 et 2, distinctes sur sa longueur. Dans l'exemple illustré, ces deux parties sont chacune constituées de sous-parties, si bien qu'elles apparaissent enchevêtrées. Dans d'autres exemples, la partie 1 et/ou la partie 2 du toron 3 pourrait être continue, c'est-à-dire non interrompue par l'autre. Par exemple, la partie 2 pourrait consister en l'une ou les deux terminaisons du toron 3, la partie 1 représentant la partie courante intermédiaire de ce toron 3. Toute autre configuration peut également être envisagée. - Dans l'exemple de la
figure 1 , on peut voir que la partie 2 correspond à une longueur totale (i.e. cumulée) inférieure à celle de la partie 1. Ceci est bien adapté à certaines applications où une cohérence du toron n'est nécessaire que sur des portions limitées du toron. La partie 2 pourrait cependant être plus longue ou de même longueur que la partie 1 dans d'autres cas. - Avantageusement, la partie 2 correspond à un ensemble d'endroits répartis sur la longueur du toron 3 et destinés chacun à coopérer avec un
- Le toron 3 comporte, comme pour les torons de l'art antérieur mentionnés en introduction, un groupement de fils torsadés 8. Les fils torsadés sont typiquement en métal, par exemple en acier, éventuellement soumis à un traitement électrochimique (galvanisation, galfanisation,...). Ils s'étendent sur toute la longueur du toron 3 ou quasiment, c'est-à-dire indifféremment sur les parties 1 et 2.
- Une section transversale du toron 3 dans sa partie 1 est représentée à la
figure 2 . On y voit le groupement de fils torsadés 8, qui sont ici au nombre de sept, à savoir un brin central et six brins périphériques dans cet exemple. - Une gaine 4 contient le groupement de fils torsadés 8. Elle est par exemple en matière plastique éventuellement flexible, tel qu'une polyoléfine, notamment du PEHD (Polypéthylène haute densité), ou encore un polyamide.
- Un produit souple de remplissage 7, tel qu'un polymère amorphe, une cire ou une graisse, par exemple pétrolière, comble un interstice périphérique 6 situé entre la face intérieure de la gaine 4 et la périphérie du groupement de fils torsadés 8. Dans l'exemple de la
figure 2 , le produit souple de remplissage 7 comble en outre une partie au moins des interstices 5 situés entre les fils torsadés 8 du groupement, qui apparaissent sur la figure sous la forme schématique de triangles curvilignes dont les côtés sont constitués par des portions de circonférence de trois fils adjacents chacun. - Le produit souple de remplissage 7 présente avantageusement des propriétés de lubrification. En tout état de cause, il n'a pas de capacité d'adhérence aux fils torsadés 8 (du moins pas dans les mêmes proportions que le matériau 9 qui sera décrit plus loin).
- Ainsi, dans l'exemple ici décrit, le toron 3 possède, dans la partie 1 de sa longueur, une constitution qui s'apparente notamment à celle d'un toron de type semi-adhérent tel que décrit dans
EP 1 211 350 . Cette constitution peut même se rapprocher davantage encore de celle des torons gainés-graissés ou gainés-cirés de l'art antérieur, dans le cas notamment où la face intérieure de la gaine 4 ne pénètre pas ou peu entre les fils torsadés 8, par exemple si elle présente une section transversale sensiblement circulaire autour du groupement de fils torsadés 8. - Un exemple de section transversale du toron 3 dans sa partie 2 est représenté à la
figure 3A . La plupart des éléments commentés en référence à lafigure 3A se retrouvent sur cettefigure 3B . Une différence importante cependant est que dans la partie 2, au lieu d'être couverte par le produit souple de remplissage 7, la périphérie du groupement de fils torsadés 8 est couverte par un matériau 9 différent. Ce matériau 9 est adhérent sur les fils torsadés 8, par adhérence de surface et/ou adhérence de forme. Il couvre la périphérie du groupement de fils torsadés 8 sur toute la longueur de la partie 2 du toron 3, ou bien sur une portion seulement de celle-ci. Il est directement en contact avec les fils torsadés 8, bien qu'une faible quantité de produit souple de remplissage 7 puisse être présent par endroits entre le matériau 9 et les fils torsadés 8 sans entraver excessivement l'adhérence entre ces éléments. - Par ailleurs, un élément de protection 4' est placé autour du groupement de fils torsadés 8, au contact du matériau 9. Cet élément de protection 4' est par exemple de même nature physico-chimique que la gaine 4 et forme avantageusement avec la gaine 4 une barrière étanche de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron. Vu de l'extérieur du toron 3, lorsque l'élément de protection 4' est de même composition physico-chimique que la gaine 4, tout se passe donc comme si le toron 3 était muni d'une gaine continue sur toute sa longueur (aux raccords entre la gaine 4 et l'élément de protection 4' près, à la jonction des parties 1 et 2 du toron).
- La face intérieure de l'élément de protection 4' peut prendre la même forme que celle de la gaine 4 comme illustré sur les
figures 2 et 3A , ou bien avoir une forme différente, par exemple avec une pénétration supérieure, ou au contraire moindre, de l'élément de protection 4' entre les fils torsadés 8. - Le matériau 9 est avantageusement adhérent, non seulement sur les fils torsadés 8, mais également sur la face intérieure de l'élément de protection 4'. A cet effet, il peut être adhérisé, par exemple par liaison chimique, avec l'élément de protection 4'. Pour ce faire, on peut utiliser un agent de liaison, comme un terpolymère éthylène - ester acrylique - anhydride maléique, un polyéthylène greffé, ou autre.
- Le matériau 9 est par exemple un polymère, tel qu'un élastomère. Il peut s'agir de polybutadiène.
- Grâce à la présence de ce matériau adhérent 9, les efforts appliqués à l'élément de protection 4' parallèlement à l'axe du toron 3 sont transmis aux fils torsadés 8.
- La partie 2 du toron 3 s'apparente ainsi à une portion de toron de type cohérent tel que décrit dans
EP 0 855 471 . - Dans l'exemple de la
figure 3A , le produit souple de remplissage 7 comble sur la partie 2, comme sur la partie 1 du toron 3, une partie au moins des interstices internes 5 situés entre les fils torsadés 8 du groupement. Le matériau 9 et le produit souple de remplissage 7 sont ainsi en contact l'un avec l'autre à proximité du fil central du toron 3. - Une telle configuration n'est cependant pas requise. Le matériau 9 pourrait en effet remplacer le produit souple de remplissage 7 également au niveau de ces interstices 5, et ainsi combler tout l'espace disponible autour des fils torsadés 8, délimité par l'élément de protection 4'. Selon une autre variante, un espace vide ou bien un autre produit encore pourrait prendre la place du produit souple de remplissage 7 autour du fil central du toron 3 et jusqu'au matériau 9.
- La
figure 3B montre un exemple de section transversale du toron 3 dans sa partie 2, alternatif à celui de lafigure 3A . La différence entre les deux agencements est que, dans l'exemple de lafigure 3B , le matériau adhérent 9 n'est pas entouré par un élément de protection 4'. Le matériau adhérent 9 joue en fait lui-même un rôle de protection des fils torsadés 8, notamment contre la corrosion, en plus de son rôle de transmetteur d'efforts axiaux entre l'élément de protection 4' et les fils torsadés 8. - Ce mode de réalisation est bien adapté notamment aux cas où le toron 3 est déjà protégé de l'extérieur vis-à-vis des agressions mécaniques, du rayonnement ultraviolet et/ou autre, par exemple de par son positionnement. C'est notamment le cas lorsque la partie 2 du toron 3 est située dans une selle d'un pont à selle, dans un collier de serrage utilisé dans le cadre d'un pont suspendu, ou autre.
- De façon avantageuse, le matériau 9 forme, avec la gaine 4, une barrière étanche de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron. A cet effet, le matériau 9 peut présenter une face extérieure de même forme, par exemple sensiblement circulaire, et de même diamètre et/ou épaisseur que la gaine 4 utilisée dans la partie 1.
- Comme dans l'exemple de la
figure 3A , le produit souple de remplissage 7 peut combler une partie au moins des interstices internes 5 situés entre les fils torsadés du groupement, le matériau 9 ayant alors une interface avec le produit 7. En variante, le produit souple de remplissage 7 pourrait être absent, auquel cas le matériau 9, un espace vide, ou un autre produit pourrait prendre sa place totalement ou partiellement. - On comprendra que les torons localement cohérents proposés par la présente invention tirent profit d'avantages procurés par les différents torons de l'art antérieur mentionnés en introduction.
- Ils offrent notamment une protection des fils torsadés sur tout ou partie de leur longueur, ainsi qu'une adhérence aux seuls endroits où cela est nécessaire, par exemple là où des efforts axiaux sont susceptibles d'apparaître. En limitant ainsi la cohérence des torons à une partie de leur longueur seulement, on réduit le coût de fabrication des torons par rapport aux torons cohérents, sans pour autant sacrifier à leur efficacité ou à leur durabilité.
- Les torons selon l'invention permettent aussi de réduire la longueur de l'interface matériau adhérent / matière plastique de la gaine par rapport aux torons cohérents classiques, ce qui simplifie leur mise en oeuvre. Cette dernière peut alors être effectuée non seulement en usine, mais également directement sur le chantier en tout ou partie.
- La
figure 4 montre un câble de structure comprenant un faisceau de torons 3 identiques ou similaires à ceux qui viennent d'être décrits. Ce câble 13 peut être utilisé en relation avec tout type d'ouvrage de génie civil ou autre structure. Le faisceau de torons peut être organisé de toutes les façons envisageables, les torons 3 étant par exemple sensiblement parallèles entre eux. Il est optionnellement contenu dans une gaine 10 sur tout ou partie de la longueur du câble 13. - Le câble de structure 13 est en outre agencé pour que la partie 2 (et de façon correspondante, la partie 1) des torons 3 du faisceau soit sensiblement alignée pour une majorité au moins desdits torons. On entend par là qu'au moins la moitié des torons 3 du faisceau ont leur partie 2 située approximativement dans un même plan, ou bien dans une pluralité de plans lorsque la partie 2 est divisée en plusieurs sous-parties.
- La référence 11 correspond à l'ensemble des parties 1 des torons 3 et la référence 12 correspond à l'ensemble des parties 2 des torons 3. Dans l'exemple de la
figure 4 , la référence 12 traduit que tous les torons 3 ont leur partie 2 située approximativement dans l'un parmi trois plans (un plan pour chaque sous-partie de la partie 2 d'un toron 3 quelconque). Les plans en question sont sensiblement orthogonaux à l'axe du câble 13. D'autres agencements pourraient être envisagés en remplacement ou en complément de celui de lafigure 4 . - Les
figures 5 et 6 montrent un exemple d'application utilisant des torons selon l'invention. Cet exemple non limitatif est relatif à un pont suspendu. - Le pont suspendu représenté sur la
figure 5 comporte classiquement un tablier 21, deux pylônes 22, deux câbles porteurs parallèles 23, dont un seul est visible sur le dessin, et une pluralité de suspentes 24 qui sont accrochées aux câbles 23, et qui portent le tablier 1. - Dans le présent exemple, on considère les câbles porteurs 23 comme identiques au câble 13 qui a été décrit ci-dessus en relation avec la
figure 4 . Les références numériques utilisées sur lafigure 4 sont donc reprises ci-après en relation avec les câbles porteurs 23. - Ces câbles porteurs 23 sont tendus entre deux ancrages au sol 25 aux deux extrémités du pont (massifs d'ancrage articifiels, ancrages dans la roche ou le cas échéant ancrages aux deux extrémités du tablier s'il s'agit d'un pont suspendu "auto-ancré"), et ils sont soutenus par les pylônes 22.
- Comme illustré sur la
figure 6 , chaque suspente 24 peut par exemple être accrochée à un des câbles porteurs 23 par l'intermédiaire d'un collier 20 formant mâchoire constituée de deux coques métalliques 17 et 18 sensiblement hémicylindriques, qui sont serrées autour du câble 13 au moyen de boulons 16. - Les câbles porteurs 23 sont avantageusement positionnés de manière que leur partie 12 qui regroupe l'ensemble des parties 2 des torons 3 (partie localement cohérente) corresponde avec les zones d'accrochage aux suspentes 24, au niveau des colliers 20. A ces endroits en effet, les suspentes 24 exercent sur les câbles porteurs 23 des efforts de traction dirigés vers le bas qui présentent une composante tangente aux câbles porteurs 23, dirigée dans le sens de la pente des câbles porteurs : ce sont ces efforts tangentiels (i.e. axiaux) qui sont transmis par frottement aux gaines 4 des torons 3 des câbles porteurs 23.
- La cohérence locale des torons 3 au niveau des colliers 20 permet que les efforts appliqués parallèlement à l'axe des torons 3 soient convenablement transmis aux fils torsadés 8. On assure ainsi une bonne tenue de l'ensemble.
- Bien que l'application décrite en référence aux
figures 5 et 6 soit relative à un pont suspendu, bien d'autres applications peuvent être envisagées comme cela apparaîtra à l'homme du métier. Dans ces applications, la partie 2 d'un ou plusieurs torons 3 peut avantageusement correspondre à un ensemble d'endroits répartis sur la longueur du ou des torons, et destinés chacun à coopérer avec un élément de structure susceptible de générer localement des efforts axiaux sur le ou les torons. Cet élément de structure n'est pas nécessairement une suspente ou un collier tels que mentionnés plus haut. Il peut prendre des formes diverses selon l'application retenue. - La fabrication d'un toron selon l'invention peut être réalisée selon tout procédé approprié.
- Selon un procédé de fabrication avantageux, le toron 3 est d'abord conçu avec la gaine 4 contenant le groupement de fils torsadés 8 et le produit souple de remplissage 7 comblant l'interstice périphérique 6 situé entre la face intérieure de la gaine 4 et la périphérie du groupement de fils torsadés 8, sur sensiblement toute sa longueur. A ce stade de la fabrication, le toron 3 n'est donc cohérent sur aucune partie de sa longueur.
- Puis, on retire localement la gaine 4 et une partie au moins du produit souple de remplissage 7 présent à la périphérie du groupement de fils torsadés 8, sur une partie de la longueur du toron 3 qui deviendra la partie 2 mentionnée plus haut (la partie de la longueur du toron 3 qui deviendra la partie 1 étant laissée inchangée).
- Le retrait local de la gaine 4 peut par exemple être effectué par découpage transversal, par exemple selon un plan orthogonal à l'axe du toron 3, à l'aide d'un moyen de découpe conventionnel adapté à la matière de la gaine, tel qu'une scie, un laser, ou autre. La portion de gaine découpée peut ensuite être ouverte et séparée de la portion du groupement de fils torsadés qu'elle contenait. La partie non découpée de la gaine 4 reste, quant à elle, en place.
- Le retrait du produit souple de remplissage 7 présent à la périphérie du groupement de fils torsadés peut également se faire par tout moyen approprié. Il peut par exemple résulter d'un essuyage de la périphérie du groupement, effectué manuellement par un opérateur, par une machine, par une combinaison des deux, ou autre. Cet essuyage peut être plus ou moins insistant, selon que l'on tolère ou non qu'une faible quantité de produit souple de remplissage 7 reste par endroits à la surface des fils torsadés 8.
- Là où la gaine 4 a été retirée, on couvre ensuite le groupement de fils torsadés 8 avec le matériau adhérent 9 mentionné plus haut.
- La mise en place du matériau adhérent 9 sur la périphérie du groupement de fils torsadés 8 peut être effectuée par exemple par extrusion. A cet effet, la partie dégainée du toron 3 peut être passée dans une extrudeuse qui dépose le matériau adhérent 9. Cette extrusion est par exemple du type décrit dans
EP 0 855 471 , ou autre. - En variante, la mise en place du matériau adhérent 9 sur la périphérie du groupement de fils torsadés 8 peut être effectuée par exemple par moulage.
- Lorsque le toron 3 est destiné, dans sa partie 2, à être entouré par un élément de protection 4' placé au contact du matériau adhérent 9, cet élément de protection 4' peut être mis en place de toutes les façons envisageables. Il peut par exemple être déposé par extrusion à chaud de façon à enrober le matériau adhérent 9, par moulage ou autre.
- Un agent de liaison tel que mentionné plus haut peut éventuellement être enduit sur le matériau 9 (e.g. par coextrusion), avant la mise en place de l'élément de protection 4', en vue d'adhériser le matériau 9 sur la matière constituant l'élément de protection 4'.
- L'homme du métier comprendra que d'autres modes de fabrication d'un toron localement cohérent peuvent être utilisés dans le cadre de la présente invention. En particulier, le toron 3 pourrait être fabriqué sans que le produit souple de remplissage 7 et la gaine 4 s'étendent initialement sur toute sa longueur. Dans ce cas, les parties 1 et 2 pourraient apparaître sensiblement simultanément au cours de la fabrication du toron 3.
- D'autres variantes peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention comme cela apparaîtra à l'homme du métier.
Claims (12)
- Toron (3) comportant un groupement de fils torsadés (8), ledit toron étant agencé pour comprendre :- sur une première partie (1) de sa longueur: une gaine (4) contenant le groupement de fils torsadés, et un produit souple de remplissage (7) comblant un interstice périphérique (6) situé entre la face intérieure de la gaine et la périphérie du groupement de fils torsadés, et- sur une deuxième partie (2) de sa longueur, distincte de la première partie :un matériau (9) couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés, ledit matériau étant adhérent sur les fils torsadés du groupement,la gaine (4) étant interrompue entre la première partie (1) et la deuxième partie (2).
- Toron selon la revendication 1, dans lequel ladite deuxième partie (2) correspond à une longueur totale inférieure à celle de ladite première partie (1).
- Toron selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite deuxième partie (2) correspond à un ensemble d'endroits répartis sur la longueur du toron (3) et auxquels des efforts axiaux appliqués au toron sont susceptibles d'apparaître.
- Toron selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, sur ladite deuxième partie (2) de sa longueur, un élément de protection (4') placé au contact dudit matériau (9) couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés (8), ledit élément de protection étant de même nature physico-chimique que la gaine (4) et formant avec la gaine une barrière de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron.
- Toron selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau (9) couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés (8) sur ladite deuxième portion (2) est agencé pour former avec la gaine (4) contenant le groupement de fils torsadés une barrière de protection ayant une face extérieure sensiblement continue sur toute la longueur du toron (3).
- Toron selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit souple de remplissage (7) comble en outre une partie au moins des interstices (5) situés entre les fils torsadés (8) du groupement sensiblement sur la première partie (1) et la deuxième partie (2) de la longueur du toron (3).
- Toron selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau (9) couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés (8) sur une deuxième partie (2) de sa longueur comprend un polymère.
- Toron selon la revendication 7, dans lequel le matériau (9) couvrant la périphérie du groupement de fils torsadés (8) sur une deuxième partie (2) de sa longueur est du polybutadiène.
- Câble de structure (13) comprenant un faisceau de torons (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, agencé pour que ladite deuxième partie (2) des torons du faisceau soit sensiblement alignée pour une majorité au moins des torons du faisceau.
- Procédé de fabrication d'un toron (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le toron comportant un groupement de fils torsadés (8) et comprenant initialement, sur sensiblement toute sa longueur, une gaine (4) contenant le groupement de fils torsadés et un produit souple de remplissage (7) comblant un interstice périphérique (6) situé entre la face intérieure de la gaine et la périphérie du groupement de fils torsadés, le procédé comprenant les étapes suivantes relativement à une deuxième partie (2) de la longueur du toron, distincte d'une première partie (1) de la longueur du toron laissée inchangée :- retirer localement la gaine et une partie au moins du produit souple de remplissage présent à la périphérie du groupement de fils torsadés, et- couvrir la périphérie du groupement de fils torsadés avec un matériau (9) adhérent sur les fils torsadés du groupement.
- Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit matériau (9) est déposé sur la périphérie du groupement de fils torsadés (8) par extrusion.
- Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit matériau (9) est déposé sur la périphérie du groupement de fils torsadés (8) par moulage.
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