EP3662117A1 - Dispositif d'ancrage d'armatures - Google Patents

Dispositif d'ancrage d'armatures

Info

Publication number
EP3662117A1
EP3662117A1 EP18743048.3A EP18743048A EP3662117A1 EP 3662117 A1 EP3662117 A1 EP 3662117A1 EP 18743048 A EP18743048 A EP 18743048A EP 3662117 A1 EP3662117 A1 EP 3662117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
block
sub
anchoring
distribution element
anchor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18743048.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien ERDOGAN
Nicolas DEMEY
Nicolas FABRY
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.)
Soletanche Freyssinet SA
Original Assignee
Soletanche Freyssinet SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soletanche Freyssinet SA filed Critical Soletanche Freyssinet SA
Publication of EP3662117A1 publication Critical patent/EP3662117A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/122—Anchoring devices the tensile members are anchored by wedge-action

Definitions

  • the present invention relates to devices for anchoring prestressing tendons or structural cable such as a stay.
  • the anchoring devices are intended to allow the locking of the prestressing reinforcement of a concrete structure, this blocking occurring at the end of the reinforcement by which the tensioning is carried out.
  • the first patent FR 926 505 on an anchoring device was filed by Euzzo Freyssinet in 1939 for the realization of an anchor having no projection outside the work to put in compression.
  • cement reinforced silica sand or asbestos is introduced in the fluid state between two metal shells in which extend the reinforcements to retain and put into compression using a cone mortar pushed by a jack.
  • the outermost metal shell is received in a concrete element with a conical shaped housing surrounded by metal reinforcements.
  • Current anchoring devices thus conventionally comprise an anchor block, also called an anchor head, and a support element on which the anchor block provides the transfer of the prestressing force in the concrete.
  • the support element is called tromplaque, when its shape allows it to exert not only the transfer of the prestressing force but also the expansion of the reinforcements connected to the anchor block between the latter and a passage conduit reinforcements within the book.
  • the anchor block is conventionally made of steel or cast iron so as to be sufficiently strong to withstand concentrated anchoring efforts.
  • the frames are engaged in jaws which ensure their jamming in the anchor block.
  • the concrete of the structure can be reinforced by passive reinforcement called bursting and surface that allow it to withstand the local effort applied by the anchoring device during the tensioning of the reinforcements, and during the life of the structure.
  • Patent EP 0 563 006 B1 thus describes an anchoring device comprising an anchoring block resting on a metal support element having an annular-shaped cavity engaged on a hollow block of annular shape also, made of cementitious material of mechanical strength. greater than that of the concrete of the structure.
  • This block has a peripheral surface of generally conical shape and a face facing the work of generally convex shape towards the work. The block is arranged around a conduit in which the frames pass to put in tension.
  • Patent EP 0 568 667 B1 discloses an anchoring device comprising an anchor block consisting of a mortar receiving the anchoring jaws.
  • This anchor block is based on a support element housed in a concrete reservation, which is reinforced by reinforcements.
  • the mortar anchor block can be reinforced at its periphery by a metal hoop.
  • the support member may be made with a mortar element disposed within a metal hoop.
  • the cementitious material of the anchor block is biased in bending in its lower part.
  • the presence of traction zones in a cementitious material is problematic. This device, like the previous one, did not know to the knowledge of the plaintiff of important commercial development.
  • EP 2 365154 A1 discloses an anchoring device comprising a metal anchor block configured to receive reinforcements.
  • the anchor block rests on a bearing element that can be made with a high strength concrete element disposed within a metal or plastic retaining ring.
  • the anchor block and the support member each have a contact surface of different curvatures to allow pivoting of the anchor block. This device requires the use of a retaining ring.
  • the invention aims to meet this need and it achieves this through an anchoring device of prestressing frame (s) or structural cable such as a structure stay, especially of concrete, comprising:
  • An anchor block having at least one housing configured to accommodate a clamping jaw, also called “anchor jaws", a prestressing frame or structural cable of the structure,
  • An anchoring sub-block preferably comprising a cementitious material, having a bearing surface on which rests the anchor block and a vault shape whose concavity is oriented towards the work. This concavity can be centered on the axis according to which the tension of the reinforcement or frames is exerted.
  • the arch form of the anchoring sub-block makes it possible to avoid the presence of zones in tension that are detrimental to the strength of the material. Its shape can easily be obtained by molding, machining or extruding the cementitious material, in particular of the 3D printing type.
  • the invention makes it possible to reduce the cost price of the anchor by dispensing with the use of conventional metallic support elements, the high-performance concretes having a lower cost than the metals used to produce them. In addition, this makes it possible to avoid or limit the problems related to the corrosion of metals, and to control the manufacture of the anchoring device, because this can take place, if desired, in a workshop near the construction site.
  • the invention can also make it possible to give the sub-block the desired shape to withstand the induced forces, without using bursting frames such as metal and surface frets, or reducing their number.
  • the cementitious material of the anchoring sub-block is preferably BHP or
  • UHPFRC Ultra-high performance fiber reinforced concrete BFUHP results in a compressive strength greater than or equal to 110 MPa, or even 150 or 250 MPa.
  • the compressive strength in question is that defined by the NF EN 206-1 standard, and corresponds to the 28-day resistance measured on a cylindrical specimen.
  • the fibers contained in the BFUHP are not considered as reinforcements, this term being reserved for macroscopic elements not dispersed randomly in the cementitious material but occupying a predefined position.
  • the anchoring device may comprise a force distribution element in the structure, comprising a cementitious material, on which the anchoring sub-block rests, the distribution element and the sub-anchor block having surfaces. in mutual support of sufficient extent for transmitting the forces of the sub-anchor block to the distribution element.
  • the distribution element is replaced by a corresponding complementary shape made within the structure. In this case, the anchor sub-block comes directly into contact with this complementary form made in the book.
  • the cementitious material of the sub-block can be directly in contact with the cementitious material of the distribution element.
  • the surfaces in contact may be of generally complementary forms, or even exactly complementary.
  • One way among others, which is however advantageous in its simplicity, to ensure a good complementarity of shapes, is to mold one of the sub-block and the distribution element in contact with the other of the sub-unit. block and distribution element.
  • At least one of the sub-block and the distribution element with small, relatively fragile, so-called "fuse" reliefs, which will collapse under the effect of the compression of the sub-block. block on the distribution element, and in crushing will allow more intimate contact between the sub-block and the distribution element.
  • Such reliefs are for example made in the form of thin ribs, for example corrugations or radial striations.
  • At least one non-cementing material which will collapse under the effect of the compression of the sub-block on the distribution element; it is for example at least a thickness of a metal material, preferably ductile, such as a lead strip for example, or a sheet of a polymeric material.
  • the non-cementitious material or materials present at the interface between the cementitious material of the sub-block and that of the distribution element correspond to the envelope of one or more lost molds used to mold the sub-block. block and / or the distribution element.
  • the surfaces of the sub-block and the distribution element intended to bear on one another can be given a shape which makes it possible to ensure that, despite the manufacturing tolerances, the distribution of the stresses remains favorable. the good mechanical strength of the sub-block and the distribution element.
  • the nominal angle given to the surface of the sub-block intended to bear on the distribution element can be chosen such that by integrating the manufacturing tolerances one always has a first contact which takes place at the placing of the parts, in the zone which is furthest from the concave face of the sub-block.
  • the opening angle of the concavity of the sub-block is preferably between 15 and 90 °, better between 30 and 90 °
  • the interface between the sub-block and the distribution element is made so that the sub-block can slide into the distribution element under the effect of the compression and become more jammed in it.
  • the compression related to the tension of the reinforcement or reinforcement is accompanied by an increased tightening of the sub-block by the distribution element, which tends to maintain the sub-block in compression and to maintain the possible subject areas to tensile stresses within the limit of the maximum tensile stresses allowed by the material.
  • the interface between the sub-block and the distribution element is preferably inclined relative to the normal to the concave face, the angle (b) formed between the interface and the tangent to the concave face at the the interface being acute, preferably between 15 and 90 ° upper bound excluded, better between 15 and 50 °, in particular of the order of 30 °.
  • the face of the sub-block intended to bear against the distribution element can thus be part of a cone whose half-angle (a ') at the top is strictly less than 90 °.
  • a ' half-angle at the top
  • the sliding occurs in a cone whose orientation is as given above.
  • the sub-block is made with a cementitious material surface intended to bear on the distribution element or the structure itself if the strength of the cementitious material of the latter allows it, which is conical acute angle with the tangent to the concave face at its end located at said support face.
  • a conical shape provides compression of the sub-block material and can avoid to provide around the sub-block a metal containment ring.
  • a spacer element made of a material other than cementitious, in particular metal, which has a wedge shape, in which case the bearing faces of the sub-block and the element of distribution may have different angles, the difference preferably corresponds to the angle at the top of the corner wedge element.
  • the distribution element advantageously has a compressive strength greater than that of the concrete of the structure, better intermediate between that of the material of the anchoring sub-block and that of the concrete of the structure, preferably being BHP.
  • the distribution element preferably has a shape widening towards the structure, preferably being traversed by an opening for the passage of the prestressing tendons, widening towards the anchoring sub-block.
  • the distribution element may be without reinforcing reinforcement, such as for example a bursting frame.
  • the anchor block may have a plurality of conical shaped receiving receptacles for reinforcing jaws.
  • the anchoring block may be of cementitious material, preferably BFUHP, preferably comprising conical metal inserts for receiving the clamping jaws, and preferably also comprising a bursting frame.
  • the bearing face of the anchoring sub-block on which the anchoring block rests may be concave towards the anchoring block, in particular when the latter is made of cementitious material, and the anchor block has in this case advantageously a convex lower bearing surface of complementary shape.
  • One may have been counter-molded on the other, as has been detailed above concerning the support of the sub-block on the distribution element.
  • a spacer element made of a non-cementitious material, such as a thickness of metal or plastic, can also be used at the interface between the anchor block and the sub-block.
  • the anchor block is metallic.
  • the aforementioned abutment face may be flat.
  • the anchoring sub-block is preferably made without reinforcement.
  • the invention also relates to a structure, in particular made of concrete, comprising at least one prestressing frame or anchored structure cable (or “held in tension") with the aid of an anchoring device according to the invention as defined above.
  • the structure may comprise a concrete structure in which the above-mentioned distribution element is advantageously embedded.
  • the concrete of the structure may have a compressive strength of less than or equal to 40 MPa, in particular of the order of 30 to 35 MPa, or even less, for example less than or equal to 35 MPa, for example of the order of 20. at 25 MPa.
  • This concrete structure may comprise a conduit opening through a flared portion on the distribution element.
  • Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a method of anchoring at least one prestressing reinforcement or structural cable of a structure, in particular made of concrete, comprising the anchoring of the reinforcement within an anchor block of an anchoring device according to the invention, as defined above.
  • This method may include tensioning the reinforcement (s) with a jack resting on the anchor block or the sub-block.
  • Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a method of manufacturing a device for anchoring prestressing reinforcement (s) or structural structure cable, in particular made of concrete, in particular of a device as defined above, this device comprising:
  • An anchor block having at least one housing configured to receive a clamping jaw of a prestressing frame of the structure
  • an anchoring sub-block comprising a cementitious material, having a bearing surface on which the anchoring block rests and preferably an arch form whose concavity is oriented towards the structure,
  • the sub-block anchor is made by means of a molding equipment or extrusion of cementitious material.
  • the anchorage sub-block can be realized in an on-site workshop.
  • the anchoring sub-block can be arranged at least partially in a reservation of the work.
  • the anchoring device according to the invention can be put in place in place of an anchoring boss.
  • One of the anchoring sub-block and the aforesaid distribution element can be molded in contact with the other, so as to obtain bearing surfaces of complementary shapes.
  • the anchoring sub-block can be made in a lost mold, this mold being for example made of thermoplastic material. It is also possible to make the distribution element in a lost mold.
  • the anchor block when made at least partially of a cementitious material, can also be made in a lost mold. It can still be counter-molded on the sub-block, or vice versa.
  • the invention also relates, independently or in combination with the foregoing, to an anchoring system for prestressing tendons or structural cables, in particular for an anchoring device as defined above, comprising gripping jaws.
  • the jaw receiving housings may comprise metal inserts, in particular having at least one portion of conical shape.
  • the anchor block can have as many passages for the frames as there are reinforcements.
  • the system may comprise a bursting armature on the periphery of the anchor block, on the opposite side to the face that transmits the forces.
  • the anchoring block may have an outer surface widening towards the face which transmits the forces to the structure of the structure, in particular of frustoconical shape.
  • the invention also relates, independently or in combination with the foregoing, to an anchoring sub-block, in particular for an anchoring device as defined above, made in BHP or BFUHP, comprising a bearing surface for receiving an anchor block of prestressing tendons or structural cable, including an anchor block of a system as defined above , passages for said armatures, a peripheral force transmission portion and a central portion defining, on the opposite side to the bearing face, a concavity.
  • the peripheral portion may have an end face connecting substantially perpendicular to the concave surface of the central portion, better forming an acute angle with the tangent to said concave surface at its outer edge.
  • the sub-block may be of external shape of revolution about the axis in which the tension in the reinforcements is applied.
  • the abovementioned abutment face may be of concave shape, in particular complementary to that of the anchor block.
  • said support face is flat.
  • the sub-block may consist exclusively of BFUHP, without integrated reinforcement.
  • the surface of the central portion of concave shape may be spherical, and better non-constant curvature, decreasing away from the top, being for example parabolic.
  • the sub-block may comprise a casing made of a non-cementing material constituting a lost mold.
  • the sub-block may comprise on at least one of its faces intended to be compressed, for example the support face for the anchor block or that intended to rest on the distribution element, reliefs intended for s crush under effort, for example a set of thin ribs and low height.
  • the sub-block may comprise sheaths through which the reinforcements pass through the cementitious material. These sheaths can protrude into the concavity of the sub-anchor block, which can facilitate their cutting by allowing a straight cut. These sheaths can be closed during the molding of the anchoring sub-block.
  • a distribution element in particular for an anchoring device as defined above, comprising a BHP body traversed by a central opening for the passage of prestressing tendons or structural cable, having a receiving surface of an anchoring sub-block and an outer peripheral surface which widens away from the surface, in particular of frustoconical shape.
  • the central opening may have a section that increases closer to the sub-anchor block.
  • the distribution element may have a face to the opposite of the anchoring sub-block which is flat and perpendicular to the axis of the central opening.
  • the distribution element is preferably made with a conduit for injecting a cement slurry or a grease or wax.
  • the distribution element can be made with a lost mold.
  • the invention also relates, independently or in combination with the foregoing, to an anchoring device for a concrete structure, comprising an anchor block serving to anchor prestressing reinforcements, an anchoring sub-block on which the anchor block and a distribution element are at least partially embedded in the concrete structure of the structure, the anchoring sub-block and the distribution element being made at least partially of cementitious resistance materials at the compression greater than that of the concrete of the structure, the compressive strength of the anchoring sub-block being greater than that of the distribution element.
  • Such an arrangement makes it possible to distribute the forces in the structure without exceeding the mechanical strength of each component, the distribution element being able to be made with a larger size than that of the sub-block, in a less expensive material.
  • the anchoring sub-block is preferably made of BFUHP.
  • the distribution element may be made of a material of lesser mechanical strength than BFUHP, in particular be made of BHP.
  • the anchor block may be made of a cementitious material, in particular
  • Such a device may comprise a system as defined above, an anchor sub-block as defined above, and / or a distribution element as defined above.
  • At least one intermediate element which is not made of cementitious material, in particular in the form of a metal strip or of a thickness of plastic material, can be interposed between the anchor block and the sub-block, or between the latter and the distribution element.
  • the mold or molds used to make the anchor block, the sub-block and / or the distribution element can be made by 3D printing.
  • the invention will be better understood on reading the detailed description which follows, examples of non-limiting implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
  • FIG. 1 schematically and partially shows a concrete structure provided with an anchoring device according to the invention
  • FIG. 2 represents in axial section a variant of anchoring device according to the invention
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a sub-block, with the anchor block represented on it
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 of an alternative embodiment of the anchoring device
  • FIG. 5 illustrates an example of relief that can be made on the face of the sub-anchor block intended to bear on the distribution element
  • FIG. 6 illustrates the use of an intermediate element at the interface between the anchorage sub-block and the distribution element
  • FIG. 7 is an example of a lost mold that can be used for molding the sub-anchor block and
  • FIG. 8 illustrates the possibility of replacing the distribution element by a corresponding form made directly on the structure.
  • FIG. 1 shows partially a structure comprising a concrete structure 1 within which is integrated at least one anchoring device 10 according to the invention.
  • This anchoring device 10 serves to maintain in tension ("anchor") reinforcements 3 constituting cables, for example cables formed of a bundle of substantially parallel strands, of all steel grades, galvanized, greased and / or individually sheathed.
  • Each strand of the cable may itself consist of multiple wires.
  • the cable formed by the reinforcements 3 connected to the same anchoring device may consist for example of 1 to 61 strands, better 2 or 3 to 61, each strand being for example of the T15.7 type.
  • the number of reinforcement can still be higher for a stay, for example up to 200.
  • the reinforcements 3 are not limited to cable strands, and may be threads or threaded bars, in which case they are energized by tightening a nut engaged on the thread of the bar.
  • the frames 3 may be adherent or not to the structure 1, depending on whether the prestressing is adherent or not.
  • the armatures 3 pass through the structure 1 in favor of a conduit 8, which may be internally covered with a sheath 58, for example a thermoplastic material or corrugated metal strip (annealed).
  • the reinforcements 3 may be embedded in the duct in a grease, in the case of a non-adherent preload, or in a cementitious grout setting in the case of an adhesive prestressing.
  • the book 1 preferably has, as illustrated, a reservation 2 to accommodate a sealing or a not shown cowling, protection of the anchoring device 10, after installation and tensioning of the frames 3.
  • the concrete of structure 1 has a conventional compressive strength, typically of the order of 30 to 35 MPa, for example between 20 MPa and 45 MPa.
  • the anchoring device 10 comprises in the illustrated example an anchor block 20, a sub-block 30 and a distribution element 40, also called "tromplaque" by analogy with the existing distribution elements.
  • the anchor block 20 serves to retain the ends 3a of the frames 3, by means of jaws 21 of conical shape, each formed of keys and a retaining ring 59, in a conventional manner.
  • the jaws 21 are received in metal inserts 22, themselves arranged in housings 29 of complementary shape of the anchor block 20.
  • the inserts 22 have a conical shape where the jaws 21 are received, so that a traction on the armature 3 engaged in the jaw 21 is accompanied by a radial clamping and an indentation of the jaw 21 on the frame, the stronger the traction is intense.
  • anchoring block 20 is made in the example of Figure 1 in BFUHP, with a bursting frame 23 in the upper part, at its periphery, in the form of a metal hoop.
  • the anchoring block 20 has a base 25 widening towards an inner face 24 convex towards the structure 1.
  • the base 25 is for example a frustoconical outer peripheral surface, with or without a revolution around the X axis, preferably with axial symmetry.
  • the frames 3 may be arranged in a hexagonal configuration around a central frame (or a central triplet), for example.
  • the lower face 24 has for example a spherical cap shape.
  • the sub-block 30 is made of BFUHP also, in the example illustrated.
  • the sub-block 30 has a bearing surface 32 of concave shape, complementary to the convex face 24 of the anchoring block 20, for example in the form of a spherical cavity of revolution about the axis X.
  • the sub-block 30 has a generally vault shape, and is supported by a peripheral portion 33 on the distribution element 40.
  • the arched face 34 of the sub-block 30, internal to the peripheral portion 33, has a concave shape towards the distribution element 40 and defines under the central part of the sub-block 30 a cavity 38, into which the holes 31 of passage of reinforcement 3.
  • the distribution element 40 is hollow and has a central opening 41 flaring towards the sub-block 30, which is traversed by the cables 3.
  • the opening 41 is frustoconical.
  • the arched face 34 is for example, as illustrated, spherical of revolution of axis X, but may advantageously be otherwise concave, as will be described later.
  • the peripheral portion 33 bears on a surface 49 of the distribution element 40 by an annular bearing surface 36 which converges towards the structure 1 and which is for example frustoconical, as illustrated.
  • the bearing surface 36 is for example oriented substantially perpendicular to the arched face 34, as illustrated.
  • the concavity 38 may be aperture given by the half-angle at the apex of the cone passing through the outer edge of the concavity 38 and perpendicular to the concave surface 34 at this edge, between 15 and 90 °, and preferably between 30 and 90 °.
  • the surface 49 of the distribution element has the same orientation as the surface 36 of the sub-block, being of complementary shape, being at least as wide as the surface 36.
  • the edge 53 of the opening 41 can be located, as illustrated, substantially at the junction between the arched face 34 and the bearing surface 36.
  • the distribution element 40 has a shape that widens, ie by expanding, within the structure 1, with for example an outer surface 46 of frustoconical shape, in the extension of the sub-block 30 to the inside the structure 1.
  • the distribution element 40 may be made of a material of compressive strength intermediate between that of the concrete of the structure 1 and that of the sub-block 30, preferably high-strength concrete BHP.
  • the distribution element 40 may be made of a material of compressive strength intermediate between that of the concrete of the structure 1 and that of the sub-block 30, preferably high-strength concrete BHP.
  • the distribution element 40 may have an end face 47 perpendicular to the axis X, as illustrated in FIG. 1, that is to say perpendicular to the direction in which the stress is exerted in the structure 1 .
  • the distribution element 40 is positioned in the extension of the conduit 8, then the concrete of the structure 1 is poured.
  • the opening 41 of the distribution element 40 can be connected to a sheath 52 covering the conduit 8 by a transition element (not shown) of generally conical shape, also called “trumpet", which may be a simple flared tube.
  • a transition element (not shown) of generally conical shape, also called “trumpet”, which may be a simple flared tube.
  • the sub-block 30 and the anchoring block 20 are then put in place with the jaws 21.
  • a jack preferably hydraulic, is then used to tension the reinforcements 3 which are anchored in tension in the anchor block 20 by wedging the jaws 21 on each armature 3.
  • the BFUHP sub-block 30 and the BHP distribution element 40 may be cast or extruded on site, that is, in a workshop located near the construction site (typically less than 50 km). It is the same if appropriate anchor block 20 when it is made of BFUHP.
  • the various metal inserts can be placed in a suitable formwork, then pour or extrude the concrete and put in an oven.
  • the dimensions of the anchoring block 20, the sub-block 30 and the distribution element 40 can be parameterized as a function of the strength and the geometry of the structure 1 to which the anchoring device 10 is intended, for a given effort of prestressing to diffuse in this one.
  • the size of the distribution element 40 is sufficient, it may not be necessary to integrate in the structure 1 passive frames, in particular diffusion and hooping, near the anchoring device 10, in particular under the and around the distribution element 40.
  • the shapes given to the anchoring block 20, to the sub-block 30 and to the distribution element 40 make it possible to stress the cementitious material which constitutes them mainly in compression under the effect of the tension force prevailing in the reinforcement elements.
  • the tensile stresses in the cementitious material of these elements preferably never exceed 1/20 of the compressive strength of the cementitious material concerned.
  • the sub-block 30 transmits, by its internal vault shape, the force received from the anchor block 20 via internal stresses, mainly compression.
  • the distribution element 40 and the structure 1 may be molded with a conduit 60 for the passage of a pipe for injecting a grease or a grout into the conduit 8.
  • the anchor block 20 is BFUHP.
  • the anchor block 20 is metallic, being for example steel, and its face 24 bearing on the sub-anchor block 30 is flat and perpendicular to the axis X.
  • the anchoring sub-block 30 also has a flat bearing surface 32 perpendicular to the axis X.
  • FIG. 2 illustrates the possibility for the concave face 34 to be non-spherical, in this parabolic case.
  • the concavity 38 is thus deeper, which makes it possible to accentuate the vault operation, thus preventing the appearance of tensile stresses in the sub-block 30.
  • the angle ⁇ 'defined as the half-angle at the apex of the cone in which the face 36 is inscribed is less open than the angle ⁇ of the example of FIG.
  • the face 36 of the peripheral portion 33 makes an acute angle b with the tangent to the concave surface 34 taken at the outer edge of the concavity 38.
  • This angle b is for example of the order of 30 °, being preferably included between 15 and 90 ° upper limit excluded, better between 20 and 60 °.
  • FIG. 3 illustrates the possibility for the sheaths 57 to project beyond the concavity 38. It is indeed not necessary to cut them to the exact profile of the concavity, since these sheaths 57 are closed during the casting the cementitious material of the sub-block 30.
  • the structure 1 may comprise surface and / or burst reinforcements, under the distribution element 40.
  • the sub-block 30 bears on the distribution element 40 relatively homogeneously over the entire width of the surface 36.
  • the sub-block 30 can be counter-molded on the distribution element 40, or vice versa.
  • the anchoring block 20 can be counter-molded on the sub-block 30 or vice versa.
  • This intermediate element 70 can be crushed under the bearing pressure of the sub-block 30 on the distribution element 40 and thus absorb by local deformation the strongest stresses by redistribution effect.
  • the spacer element 70 may be a strip of a ductile metal, for example lead, or a sheet of a polymeric material.
  • the intermediate element 70 may also promote the sliding of the sub-block 30 relative to the distribution element 40 when an acute cornering angle b exists.
  • FIG. 7 illustrates the possibility of making the sub-block 30 with a lost mold 80.
  • the latter may have an opening 81 on the side for its filling.
  • the wall of the mold 80 is an element that interposes between the cementitious material surface of the sub-block and that of the distribution element 40 and which can play the role of the aforementioned spacer element.
  • the distribution element 40 can also be made with a lost mold, as can the anchoring block 20.
  • the anchoring sub-block may have a shape that is not symmetrical with revolution, with or without axial symmetry, with for example multiple arches, substantially radial or not, starting from the central body.
  • the arched face 34 of the sub-block 30 may be with one or more edges or not, with one or more facets, shaped ogive, cone, quadric, broken arc. Preferably, however, the presence of ridges will be avoided.
  • the shape of the arched face is such that it has an inclination (slope) with respect to the normal plane (orthogonal) to the X axis at its apex, which increases away from this plane, preferably continuously.
  • the variation of the slope is thus monotonous.
  • the curvature (not inverting) may be regular or not.
  • the anchoring sub-block 30 can be made with a peripheral portion 33 which is not solid and continues annular but has openings, which extend for example to the distribution element 40 to form separate support legs on the latter.
  • the surface 36 of the sub-block 30 can be indented, and the distribution element 40 is then advantageously indented in a complementary manner.
  • Such a complementarity of shapes can be relatively easy to create when the sub-block 30 is molded in contact with the distribution element or vice versa.
  • the bearing face 32 of the sub-block intended to receive the anchor block 20 may be non-spherical, for example be cone-shaped, ogive, quadric, in particular paraboloid
  • the outer peripheral surface of the block or sub-anchor block may be of revolution or not, being preferably axially symmetrical.
  • the shape of the block, the sub-block or the distribution element is generated by n repetitions of the same pattern by rotation of an angle of 360 ° / n, with for example n equal to 3, in particular in the case of a hexagonal mesh for the reinforcement beam 3.
  • FIG. 8 illustrates the possibility of replacing the distribution element 40 with a corresponding complementary shape made directly within the structure 1. This is possible when the cementitious material of the structure has sufficient mechanical strength, for example example is a concrete of resistance class C80 / 95 or higher.
  • the complementary shape has as illustrated a receiving cone of the anchoring sub-block 30, against which the face 36 of the sub-anchor block bears.
  • the invention is particularly suitable for a concrete structure, the invention can still be applied to a masonry or mixed structure, for example steel / concrete.
  • cementitious material is preferred for producing the anchoring sub-block, it is also possible alternatively to use less expensive materials than steel, such as cast iron, or a composite material based on polymers.

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Abstract

Dispositif (10) d'ancrage d'armature(s) (3) de précontrainte ou de câble de structure tel qu'un hauban, pour ouvrage, notamment en béton (1), comportant: - un bloc d'ancrage (20) présentant au moins un logement (22) configuré pour accueillir un mors de serrage (21) d'une armature (3), - un sous-bloc d'ancrage (30), présentant une face d'appui (32) sur laquelle repose le bloc d'ancrage (20) et une forme de voûte dont la concavité est orientée vers l'ouvrage.

Description

DISPOSITIF D'ANCRAGE D'ARMATURES
La présente invention concerne les dispositifs d'ancrage d'armatures de précontrainte ou de câble de structure tel un hauban.
Les dispositifs d'ancrage visent à permettre le blocage des armatures de précontrainte d'un ouvrage en béton, ce blocage intervenant à l'extrémité des armatures par laquelle s'effectue la mise en tension.
Le premier brevet FR 926 505 portant sur un dispositif d'ancrage a été déposé par Eugène Freyssinet en 1939 pour la réalisation d'un ancrage ne présentant aucune saillie à l'extérieur de l'ouvrage à mettre en compression.
Selon ce brevet, du ciment renforcé de sable siliceux ou d'amiante est introduit à l'état fluide entre deux enveloppes métalliques au sein desquelles s'étendent les armatures à retenir puis mis en compression à l'aide d'un cône en mortier poussé par un vérin. L'enveloppe métallique la plus extérieure est reçue dans un élément en béton muni d'un logement de forme conique, entouré par des armatures métalliques.
Ce type d'ancrage a cessé d'être utilisé du fait de l'augmentation de la capacité de reprise d'efforts des torons de précontrainte, et le marché a évolué vers des ancrages métalliques de conception différente.
Les dispositifs d'ancrage actuels comportent ainsi classiquement un bloc d'ancrage, encore appelé tête d'ancrage, et un élément d'appui sur lequel repose le bloc d'ancrage assurant le transfert de la force de précontrainte dans le béton.
L'élément d'appui est appelé tromplaque, lorsque sa forme lui permet d'exercer non seulement le transfert de la force de précontrainte mais également l'épanouissement des armatures raccordées au bloc d'ancrage entre ce dernier et un conduit de passage des armatures au sein de l'ouvrage.
Le bloc d'ancrage est classiquement réalisé en acier ou en fonte de manière à être suffisamment résistant pour supporter des efforts d'ancrage concentrés.
Il en est de même de l'élément d'appui.
Les armatures sont engagées dans des mors qui assurent leur coincement dans le bloc d'ancrage.
Le béton de l'ouvrage peut être renforcé par des armatures passives dites d'éclatement et de surface qui lui permettent de supporter l'effort local appliqué par le dispositif d'ancrage lors de la mise en tension des armatures, puis durant la vie de l'ouvrage.
La brochure LA PRECONTRAINTE FREYSSINET (édition 09/2014 CIII 1) décrit divers dispositifs d'ancrage couramment utilisés à ce jour.
Avec le développement des bétons à hautes performances, des dispositifs d'ancrage utilisant des composants à la fois métalliques et cimentaires ont été proposés.
Le brevet EP 0 563 006 Bl décrit ainsi un dispositif d'ancrage comportant un bloc d'ancrage reposant sur un élément d'appui métallique ayant une cavité de forme annulaire engagée sur un bloc creux de forme annulaire également, en matériau cimentaire de résistance mécanique supérieure à celle du béton de l'ouvrage. Ce bloc présente une surface périphérique de forme généralement conique et une face tournée vers l'ouvrage de forme générale convexe vers l'ouvrage. Le bloc est disposé autour d'un conduit au sein duquel passent les armatures à mettre en tension.
Le brevet EP 0 568 667 Bl divulgue un dispositif d'ancrage comportant un bloc d'ancrage constitué d'un mortier recevant les mors d'ancrage. Ce bloc d'ancrage repose sur un élément d'appui logé dans une réservation du béton, lequel est renforcé par des armatures. Le bloc d'ancrage en mortier peut être renforcé à sa périphérie par une frette métallique. L'élément d'appui peut être réalisé avec un élément en mortier disposé à l'intérieur d'une frette métallique. Dans un tel dispositif, le matériau cimentaire du bloc d'ancrage est sollicité en flexion dans sa partie basse. Or, la présence de zones de traction au sein d'un matériau cimentaire est problématique. Ce dispositif, comme le précédent, n'ont pas connu à la connaissance de la demanderesse de développement commercial important.
La demande EP 2 365154 Al divulgue un dispositif d'ancrage comportant un bloc d'ancrage métallique configuré pour recevoir des armatures. Le bloc d'ancrage repose sur un élément d'appui qui peut être réalisé avec un élément en béton à haute résistance disposé à l'intérieur d'une bague de retenue métallique ou plastique. Le bloc d'ancrage et l'élément d'appui présentent chacun une surface de contact de courbures différentes pour permettre un pivotement du bloc d'ancrage. Ce dispositif nécessite l'utilisation d'une bague de retenue.
Il existe un besoin pour perfectionner encore les dispositifs d'ancrage afin notamment de s'affranchir de l'utilisation de pièces métalliques complexes et coûteuses, ou de réduire leur nombre, et offrir de nouvelles possibilités pour réaliser l'ancrage des armatures de précontrainte ou de câble de structure tel un hauban.
L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un dispositif d'ancrage d'armature(s) de précontrainte ou de câble de structure tel un hauban pour ouvrage, notamment en béton, comportant :
- un bloc d'ancrage présentant au moins un logement configuré pour accueillir un mors de serrage, encore appelé « mors d'ancrage », d'une armature de précontrainte ou de câble de structure de l'ouvrage,
- un sous-bloc d'ancrage comportant de préférence un matériau cimentaire, présentant une face d'appui sur laquelle repose le bloc d'ancrage et une forme de voûte dont la concavité est orientée vers l'ouvrage. Cette concavité peut être centrée sur l'axe selon lequel s'exerce la tension de la ou des armatures.
La forme de voûte du sous-bloc d'ancrage permet d'éviter la présence de zones en traction préjudiciables à la tenue du matériau. Sa forme peut être facilement obtenue par moulage, usinage ou extrusion du matériau cimentaire, notamment de type impression 3D.
L'invention permet de diminuer le prix de revient de l'ancrage en s 'affranchissant de l'utilisation d'éléments d'appui conventionnels métalliques, les bétons à hautes performances ayant un coût moindre que les métaux utilisés pour les réaliser. De plus, cela permet d'éviter ou de limiter les problèmes liés à la corrosion des métaux, et de maîtriser la fabrication du dispositif d'ancrage, car celle-ci peut avoir lieu, si on le souhaite, dans un atelier à proximité du chantier.
L'invention peut également permettre de donner au sous-bloc la forme recherchée permettant de supporter les efforts induits, sans utiliser d'armatures d'éclatement telles que des frettes métalliques et de surface, ou en réduisant leur nombre.
Le matériau cimentaire du sous-bloc d'ancrage est de préférence du BHP ou du
BFUHP. Un béton hautes performances BHP se traduit par une résistance à la compression supérieure ou égale à 50 MPa, plus élevée que celle d'un béton classique dont la résistance est de l'ordre de 30 à 35 MPa. Un béton fibré ultra hautes performances BFUHP se traduit par une résistance à la compression supérieure ou égale à 110 MPa, voire à 150 ou 250 MPa. Selon l'invention, la résistance à la compression dont il est question est celle définie par la norme NF EN 206-1, et correspond à la résistance à 28 jours mesurée sur éprouvette cylindrique. Au sens de l'invention, les fibres contenues dans le BFUHP ne sont pas considérées comme des armatures, ce terme étant réservé à des éléments macroscopiques non dispersés de manière aléatoire dans le matériau cimentaire mais occupant une position prédéfinie.
Le dispositif d'ancrage peut comporter un élément de répartition des efforts dans l'ouvrage, comportant un matériau cimentaire, sur lequel repose le sous-bloc d'ancrage, l'élément de répartition et le sous-bloc d'ancrage ayant des surfaces en appui mutuel d'étendue suffisante pour la transmission des efforts du sous-bloc d'ancrage à l'élément de répartition. En variante, si la résistance du matériau cimentaire de l'ouvrage le permet, l'élément de répartition est remplacé par une forme complémentaire correspondante réalisée au sein de l'ouvrage. Dans ce cas, le sous-bloc d'ancrage vient directement au contact de cette forme complémentaire réalisée dans l'ouvrage.
Le matériau cimentaire du sous-bloc peut être directement en contact avec le matériau cimentaire de l'élément de répartition. Les surfaces en contact peuvent être de formes généralement complémentaires, voire exactement complémentaires. Une façon parmi d'autres, qui est toutefois avantageuse de par sa simplicité, pour assurer une bonne complémentarité de formes, est de mouler l'un du sous-bloc et de l'élément de répartition au contact de l'autre du sous-bloc et de l'élément de répartition.
On peut encore réaliser l'un au moins du sous-bloc et de l'élément de répartition avec des reliefs de faible dimension, relativement fragiles, dits « fusibles », qui vont s'écraser sous l'effet de la compression du sous-bloc sur l'élément de répartition, et en s 'écrasant vont permettre un contact plus intime entre le sous-bloc et l'élément de répartition. De tels reliefs sont par exemple réalisés sous la forme de fines nervures, par exemple des annelures ou striures radiales.
On peut encore interposer entre le sous-bloc et l'élément de répartition au moins un matériau non cimentaire qui va s'écraser sous l'effet de la compression du sous- bloc sur l'élément de répartition ; il s'agit par exemple d'au moins une épaisseur d'un matériau métallique, de préférence ductile, tel qu'un feuillard de plomb par exemple, ou une feuille d'un matériau polymérique.
Le cas échéant, le ou les matériaux non cimentaires présents à l'interface entre le matériau cimentaire du sous-bloc et celui de l'élément de répartition correspondent à l'enveloppe d'un ou plusieurs moules perdus ayant servi à mouler le sous-bloc et/ou l'élément de répartition. On peut donner aux surfaces du sous-bloc et de l'élément de répartition destinées à venir en appui l'une sur l'autre une forme qui permet de s'assurer que, malgré les tolérances de fabrication, la distribution des contraintes reste favorable à la bonne tenue mécanique du sous-bloc et de l'élément de répartition. Par exemple, l'angle nominal donné à la surface du sous-bloc destinée à venir en appui sur l'élément de répartition peut être choisi de telle sorte qu'en intégrant les tolérances de fabrication on ait toujours un premier contact qui s'effectue, à la mise en place des pièces, dans la zone qui est la plus éloignée de la face concave du sous-bloc.
L'angle d'ouverture de la concavité du sous-bloc, défini par le demi-angle (a) au sommet du cône qui s'appuie sur le bord (intérieur) de la face concave le plus éloigné du bloc d'ancrage et qui est perpendiculaire en ce bord à la face concave, est de préférence compris entre 15 et 90°, mieux entre 30 et 90°
De préférence, on réalise l'interface entre le sous-bloc et l'élément de répartition de telle sorte que le sous-bloc puisse glisser dans l'élément de répartition sous l'effet de la compression et se coincer davantage dans celui-ci. Ainsi, la compression liée à la tension de la ou des armatures s'accompagne d'un serrage accru du sous-bloc par l'élément de répartition, ce qui tend à maintenir le sous-bloc en compression et à maintenir les éventuelles zones soumises à des contraintes de traction dans la limite des contraintes de traction maximales admissibles par le matériau.
On peut éventuellement disposer à l'interface entre le matériau cimentaire du sous-bloc et celui de l'élément de répartition au moins un élément intercalaire destiné à faciliter ce glissement, de préférence de coefficient de friction inférieur ou égal à 0,5.
On donne de préférence à l'interface entre le sous-bloc et l'élément de répartition une inclinaison relativement à la normale à la face concave, l'angle (b) formé entre l'interface et la tangente à la face concave au niveau de l'interface étant aigu, de préférence compris entre 15 et 90° borne supérieure exclue, mieux entre 15 et 50°, notamment de l'ordre de 30°.
La face du sous-bloc destinée à venir en appui sur l'élément de répartition peut ainsi s'inscrire dans un cône dont le demi-angle (a') au sommet est strictement inférieur à 90°. En présence d'un élément intercalaire en un matériau non cimentaire entre le sous-bloc et l'élément de répartition, on fait de préférence en sorte que le glissement se produise selon un cône dont l'orientation est telle que donnée ci-dessus.
Dans des exemples de réalisation, le sous-bloc est réalisé avec une surface en matériau cimentaire destinée à venir en appui sur l'élément de répartition ou l'ouvrage lui- même si la résistance du matériau cimentaire de celui-ci le permet, qui est conique d'angle aigu avec la tangente à la face concave à son extrémité située au niveau de ladite face d'appui. Une telle forme conique assure la compression du matériau du sous-bloc et peut permettre d'éviter de prévoir autour du sous-bloc une bague de confinement métallique.
On peut également disposer entre le sous-bloc et l'élément de répartition un élément intercalaire en un matériau autre que cimentaire, notamment métallique, qui présente une forme de coin, auquel cas les faces en appui du sous-bloc et de l'élément de répartition peuvent présenter des angles différents, dont l'écart correspond de préférence à l'angle au somment de l'élément intercalaire en forme de coin.
L'élément de répartition présente avantageusement une résistance à la compression supérieure à celle du béton de la structure, mieux intermédiaire entre celle du matériau du sous-bloc d'ancrage et celle du béton de la structure, étant de préférence en BHP. L'élément de répartition présente de préférence une forme s'élargissant vers l'ouvrage, étant de préférence traversée par une ouverture pour le passage des armatures de précontrainte, s'élargissant vers le sous-bloc d'ancrage. L'élément de répartition peut être sans armature de renfort, telle que par exemple une armature d'éclatement.
Le bloc d'ancrage peut présenter une pluralité de logements de forme conique de réception de mors de serrage d'armatures.
Le bloc d'ancrage peut être en matériau cimentaire, de préférence en BFUHP, comportant de préférence des inserts métalliques coniques pour recevoir les mors de serrage, et comportant de préférence également une armature d'éclatement.
La face d'appui du sous-bloc d'ancrage sur laquelle repose le bloc d'ancrage peut être concave vers le bloc d'ancrage, notamment lorsque ce dernier est réalisé en matériau cimentaire, et le bloc d'ancrage a dans ce cas avantageusement une face d'appui inférieure convexe de forme complémentaire. L'une peut avoir été contre-moulée sur l'autre, à l'instar de ce qui a été détaillé ci-dessus concernant l'appui du sous-bloc sur l'élément de répartition. Un élément intercalaire en un matériau non cimentaire, tel qu'une épaisseur de métal ou de matière plastique, peut également être utilisé à l'interface entre le bloc d'ancrage et le sous-bloc.
En variante, le bloc d'ancrage est métallique. Dans ce cas, la face d'appui précitée peut être plane.
Le sous-bloc d'ancrage est de préférence réalisé sans armature.
L'invention a encore pour objet un ouvrage, notamment en béton, comportant au moins une armature de précontrainte ou de câble de structure ancrée (ou « maintenue en tension ») à l'aide d'un dispositif d'ancrage selon l'invention, tel que défini ci-dessus.
L'ouvrage peut comporter une structure en béton dans laquelle est avantageusement noyé l'élément de répartition précité. Le béton de la structure peut présenter une résistance à la compression inférieure ou égale à 40 MPa, notamment de l'ordre de 30 à 35 MPa, voire moindre, par exemple inférieure ou égale à 35 MPa, par exemple de l'ordre de 20 à 25 MPa.
Cette structure en béton peut comporter un conduit débouchant par une portion évasée sur l'élément de répartition.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé d'ancrage d'au moins une armature de précontrainte ou de câble de structure d'un ouvrage, notamment en béton, comportant l'ancrage de l'armature au sein d'un bloc d'ancrage d'un dispositif d'ancrage selon l'invention, tel que défini ci-dessus.
Ce procédé peut comporter la mise en tension de la ou des armatures à l'aide d'un vérin prenant appui sur le bloc d'ancrage ou le sous-bloc.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d'un dispositif d'ancrage d'armature(s) de précontrainte ou de câble de structure pour ouvrage, notamment en béton, notamment d'un dispositif tel que défini ci- dessus, ce dispositif comportant :
- un bloc d'ancrage présentant au moins un logement configuré pour accueillir un mors de serrage d'une armature de précontrainte de l'ouvrage,
- un sous-bloc d'ancrage comportant un matériau cimentaire, présentant une face d'appui sur laquelle repose le bloc d'ancrage et de préférence une forme de voûte dont la concavité est orientée vers l'ouvrage,
procédé dans lequel le sous-bloc d'ancrage est réalisé au moyen d'un équipement de moulage ou d'extrusion de matériau cimentaire. Le sous-bloc d'ancrage peut être réalisé dans un atelier sur site.
Le sous-bloc d'ancrage peut être disposé au moins partiellement dans une réservation de l'ouvrage.
Le dispositif d'ancrage selon l'invention peut être mis en place en lieu et place d'un bossage d'ancrage.
On peut mouler l'un du sous-bloc d'ancrage et de l'élément de répartition précité au contact de l'autre, de façon à obtenir des surfaces en appui de formes complémentaires.
On peut réaliser, le cas échéant, le sous-bloc d'ancrage dans un moule perdu, ce moule étant par exemple en matière thermoplastique. On peut également réaliser l'élément de répartition dans un moule perdu.
Le bloc d'ancrage, lorsque réalisé au moins partiellement en un matériau cimentaire, peut lui aussi être réalisé dans un moule perdu. Il peut encore être contre-moulé sur le sous-bloc, ou inversement.
L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un système d'ancrage d'armatures de précontrainte ou de câble de structure, notamment pour un dispositif d'ancrage tel que défini plus haut, comportant des mors de serrage (dits encore « mors d'ancrage ») des armatures et un bloc d'ancrage réalisé en BFUHP, présentant des logements de forme conique pour recevoir les mors et assurer le coincement des armatures sous l'effet de la tension dans celles-ci, le bloc d'ancrage ayant une face par laquelle les efforts sont transmis à la structure, de forme convexe vers la structure.
Un tel système peut présenter tout ou partie des caractéristiques énoncées plus haut. En particulier, les logements de réception des mors peuvent comporter des inserts métalliques, notamment ayant au moins une portion de forme conique. Le bloc d'ancrage peut comporter autant de passages pour les armatures qu'il y a d'armatures. Le système peut comporter une armature d'éclatement à la périphérie du bloc d'ancrage, du côté opposé à la face qui transmet les efforts. Le bloc d'ancrage peut présenter une surface extérieure s 'élargissant en rapprochement de la face qui transmet les efforts à la structure de l'ouvrage, notamment de forme tronconique.
L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un sous-bloc d'ancrage, notamment pour un dispositif d'ancrage tel que défini plus haut, réalisé en BHP ou en BFUHP, comportant une face d'appui pour recevoir un bloc d'ancrage d'armatures de précontrainte ou de câble de structure, notamment un bloc d'ancrage d'un système tel que défini ci-dessus, des passages pour lesdites armatures , une partie périphérique de transmission des efforts et une partie centrale définissant, du côté opposé à la face d'appui, une concavité. La partie périphérique peut avoir une face d'extrémité se raccordant sensiblement perpendiculairement à la surface concave de la partie centrale, mieux formant un angle aigu avec la tangente à ladite surface concave à son bord extérieur. Le sous-bloc peut être de forme extérieure de révolution autour de l'axe selon lequel s'applique la tension dans les armatures. La face d'appui précitée peut être de forme concave, notamment complémentaire de celle du bloc d'ancrage. En variante, ladite face d'appui est plane. Le sous-bloc peut être constitué exclusivement de BFUHP, sans armature intégrée. La surface de la partie centrale de forme concave peut être sphérique, et mieux de courbure non constante, diminuant en éloignement du sommet, étant par exemple parabolique.
Le sous-bloc peut comporter une enveloppe en un matériau non cimentaire constituant un moule perdu. Le sous-bloc peut comporter sur l'une au moins de ses faces destinées à être comprimées, par exemple la face d'appui pour le bloc d'ancrage ou celle destinée à reposer sur l'élément de répartition, des reliefs destinés à s'écraser sous l'effort, par exemple un ensemble de nervures fines et de faible hauteur.
Le sous-bloc peut comporter des gaines de passage des armatures qui traversent le matériau cimentaire. Ces gaines peuvent faire saillie dans la concavité du sous-bloc d'ancrage, ce qui peut faciliter leur découpe en permettant une coupe droite. Ces gaines peuvent être obturées lors du moulage du sous-bloc d'ancrage.
L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un élément de répartition, notamment pour un dispositif d'ancrage tel que défini plus haut, comportant un corps en BHP, traversé par une ouverture centrale pour le passage des armatures de précontrainte ou de câble de structure, ayant une surface de réception d'un sous-bloc d'ancrage et une surface extérieure périphérique qui s'élargit en éloignement de la surface, notamment de forme tronconique.
L'ouverture centrale peut présenter une section qui augmente en rapprochement du sous-bloc d'ancrage. L'élément de répartition peut présenter une face à l'opposé du sous-bloc d'ancrage qui est plane et perpendiculaire à l'axe de l'ouverture centrale.
L'élément de répartition est de préférence réalisé avec un conduit pour l'injection d'un coulis de ciment ou d'une graisse ou cire.
L'élément de répartition peut être réalisé avec un moule perdu.
L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un dispositif d'ancrage pour ouvrage en béton, comportant un bloc d'ancrage servant à ancrer des armatures de précontrainte, un sous-bloc d'ancrage sur lequel repose le bloc d'ancrage et un élément de répartition à noyer au moins partiellement dans la structure en béton de l'ouvrage, le sous-bloc d'ancrage et l'élément de répartition étant réalisés au moins partiellement en des matériaux cimentaires de résistance à la compression supérieure à celle du béton de la structure, la résistance à la compression du sous-bloc d'ancrage étant supérieure à celle de l'élément de répartition. Un tel agencement permet de diffuser les efforts dans la structure sans excéder la résistance mécanique de chaque composant, l'élément de répartition pouvant être réalisé avec une taille supérieure à celle du sous-bloc, en un matériau moins coûteux. On peut donner à chaque composant la forme qui lui permet de travailler majoritairement en compression.
Le sous-bloc d'ancrage est de préférence réalisé en BFUHP. L'élément de répartition peut être réalisé en un matériau de moindre résistance mécanique que le BFUHP, notamment être réalisé en BHP.
Le bloc d'ancrage peut être réalisé en un matériau cimentaire, notamment en
BFUHP.
Un tel dispositif peut comporter un système tel que défini plus haut, un sous- bloc d'ancrage tel que défini plus haut, et/ou un élément de répartition tel que défini plus haut. Au moins un élément intercalaire qui n'est pas en matériau cimentaire, notamment sous forme de feuillard métallique ou d'une épaisseur de matière plastique, peut être interposé entre le bloc d'ancrage et le sous-bloc, ou entre ce dernier et l'élément de répartition.
Le ou les moules servant à réaliser le bloc d'ancrage, le sous-bloc et/ou l'élément de répartition peuvent être réalisés par impression 3D. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique et partielle un ouvrage en béton muni d'un dispositif d'ancrage conforme à l'invention,
- la figure 2 représente en coupe axiale une variante de dispositif d'ancrage selon l'invention,
- la figure 3 représente une variante de réalisation d'un sous-bloc, avec le bloc d'ancrage représente posé dessus,
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante de réalisation du dispositif d'ancrage,
- la figure 5 illustre un exemple de relief pouvant être réalisé sur la face du sous-bloc d'ancrage destinée à venir en appui sur l'élément de répartition,
- la figure 6 illustre l'utilisation d'un élément intercalaire à l'interface entre le sous-bloc d'ancrage et l'élément de répartition,
- la figure 7 est un exemple de moule perdu pouvant servir au moulage du sous-bloc d'ancrage et,
- la figure 8 illustre la possibilité de remplacer l'élément de répartition par une forme correspondante réalisée directement sur l'ouvrage.
On a représenté partiellement à la figure 1 un ouvrage comportant une structure en béton 1 au sein de laquelle est intégré au moins un dispositif d'ancrage 10 conforme à l'invention.
Ce dispositif d'ancrage 10 sert à maintenir en tension (« ancrer ») des armatures 3 constitutives de câbles, par exemple des câbles formés d'un faisceau de torons sensiblement parallèles, de toutes nuances d'acier, galvanisés, graissés et/ou gainés individuellement. Chaque toron du câble peut lui-même être constitué de fils multiples. Le câble formé par les armatures 3 reliées à un même dispositif d'ancrage peut être constitué par exemple de 1 à 61 torons, mieux 2 ou 3 à 61, chaque toron étant par exemple du type T15.7. Le nombre d'armatures peut encore être plus élevé pour un hauban, allant par exemple jusqu'à 200. Les armatures 3 ne sont pas limitées à des torons de câble, et peuvent être des fils ou des barres filetées, auquel cas leur mise sous tension s'effectue par serrage d'un écrou engagé sur le filetage de la barre.
Les armatures 3 peuvent être adhérentes ou non à la structure 1, selon que la précontrainte est adhérente ou non.
Les armatures 3 traversent la structure 1 à la faveur d'un conduit 8, qui peut être recouvert intérieurement d'une gaine 58, par exemple en une matière thermoplastique ou en feuillard métallique nervuré (annelé). Les armatures 3 peuvent être noyées au sein du conduit dans une graisse, dans le cas d'une précontrainte non-adhérente, ou dans un coulis cimentaire faisant prise dans le cas d'une précontrainte adhérente.
L'ouvrage 1 présente de préférence, comme illustré, une réservation 2 pour accueillir un cachetage ou un capotage non représenté, de protection du dispositif d'ancrage 10, après installation et mise en tension des armatures 3.
Le béton de la structure 1 présente une résistance à la compression conventionnelle, typiquement de l'ordre de 30 à 35 MPa, par exemple comprise entre 20 MPa et 45 MPa.
Le dispositif d'ancrage 10 comporte dans l'exemple illustré un bloc d'ancrage 20, un sous-bloc 30 et un élément de répartition 40, encore appelé « tromplaque » par analogie avec les éléments de répartition existants.
Le bloc d'ancrage 20 sert à retenir les extrémités 3a des armatures 3, grâce à des mors 21 de forme conique, formés chacun de clavettes et d'un jonc de maintien 59, de façon conventionnelle.
Les mors 21 sont reçus dans des inserts métalliques 22, eux-mêmes disposés dans des logements 29 de forme complémentaire du bloc d'ancrage 20. Les inserts 22 présentent une forme conique là où les mors 21 sont reçus, de telle sorte qu'une traction sur l'armature 3 engagée dans le mors 21 s'accompagne d'un serrage radial et d'une indentation du mors 21 sur l'armature, d'autant plus forte que la traction est intense.
Dans l'exemple illustré, seules trois armatures 3 sont apparentes, l'invention n'étant pas limitée à un nombre d'armatures de précontrainte particulier, ni à un agencement particulier de ces armatures par rapport à l'axe X du dispositif d'ancrage 10. Le bloc d'ancrage 20 est réalisé dans l'exemple de la figure 1 en BFUHP, avec une armature d'éclatement 23 en partie supérieure, à sa périphérie, sous la forme d'une frette métallique.
Le bloc d'ancrage 20 présente une base 25 s'élargissant vers une face intérieure 24, convexe vers la structure 1. La base 25 est par exemple de surface extérieure périphérique tronconique, de révolution ou non autour de l'axe X, de préférence à symétrie axiale. Les armatures 3 peuvent être disposées selon une configuration hexagonale autour d'une armature centrale (ou d'un triplet central), par exemple.
La face inférieure 24 présente par exemple une forme de calotte sphérique. Le sous-bloc 30 est réalisé en BFUHP également, dans l'exemple illustré.
Il présente un corps traversé par autant de trous 31 que d'armatures 3. Ces trous sont revêtus chacun d'une gaine 57 dans l'exemple illustré.
Le sous-bloc 30 présente une face d'appui 32 de forme concave, complémentaire de la face convexe 24 du bloc d'ancrage 20, par exemple sous forme de cavité sphérique de révolution autour de l'axe X.
Le sous-bloc 30 présente une forme générale de voûte, et vient en appui par une partie périphérique 33 sur l'élément de répartition 40.
La face voûtée 34 du sous-bloc 30, intérieure à la partie périphérique 33, présente une forme concave vers l'élément de répartition 40 et définit sous la partie centrale du sous-bloc 30 une cavité 38, dans laquelle débouche les trous 31 de passage des armatures 3.
L'élément de répartition 40 est creux et présente une ouverture centrale 41 s'évasant en direction du sous-bloc 30, qui est traversée par les câbles 3. Dans l'exemple considéré, l'ouverture 41 est tronconique.
La face voûtée 34 est par exemple, comme illustré, sphérique de révolution d'axe X, mais peut avantageusement être autrement concave, comme cela sera décrit plus loin.
La partie périphérique 33 vient en appui sur une surface 49 de l'élément de répartition 40 par une surface d'appui annulaire 36 qui converge vers la structure 1 et qui est par exemple tronconique, comme illustré. La surface d'appui 36 est par exemple orientée sensiblement perpendiculairement à la face voûtée 34, comme illustré. La concavité 38 peut être d'ouverture donnée par le demi-angle a au sommet du cône passant par le bord extérieur de la concavité 38 et perpendiculaire à la surface concave 34 en ce bord, compris entre 15 et 90°, et de préférence entre 30 et 90°.
La surface 49 de l'élément de répartition présente la même orientation que la surface 36 du sous-bloc, étant de forme complémentaire, étant au moins aussi large que la surface 36.
Le bord 53 de l'ouverture 41 peut se situer, comme illustré, sensiblement à la jonction entre la face voûtée 34 et la surface d'appui 36.
L'élément de répartition 40 présente une forme qui va en s 'élargissant, i.e. en s 'épanouissant, au sein de la structure 1, avec par exemple une surface extérieure 46 de forme tronconique, dans le prolongement du sous-bloc 30 vers l'intérieur de la structure 1.
L'élément de répartition 40 peut être réalisé dans un matériau de résistance à la compression intermédiaire entre celle du béton de la structure 1 et celle du sous-bloc 30, de préférence du béton haute résistance BHP. On dispose ainsi entre le bloc d'ancrage 20 et le béton de la structure 1 plusieurs éléments de transmission des efforts dont la résistance est dégressive depuis les armatures 3 jusqu'à l'élément 40 en contact avec le béton de la structure, et dont la taille (notamment la plus grande dimension) peut être croissante, comme illustré.
L'élément de répartition 40 peut présenter une face d'extrémité 47 perpendiculaire à l'axe X, comme illustré sur la figure 1, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction selon laquelle s'exerce la contrainte dans la structure 1.
Pour mettre en œuvre le dispositif de la figure 1 , on positionne l'élément de répartition 40 dans le prolongement du conduit 8, puis on coule le béton de la structure 1. L'ouverture 41 de l'élément de répartition 40 peut être reliée à une gaine 52 habillant le conduit 8 par un élément de transition (non représenté) de forme générale conique, encore appelé « trompette », qui peut être un simple tube évasé. Après coulage, prise et décoffrage du béton de la structure 1, on enfile les armatures 3 dans le conduit 8 et à travers l'élément de répartition 40.
Le sous-bloc 30 et le bloc d'ancrage 20 sont ensuite mis en place avec les mors 21. Un vérin, de préférence hydraulique, est alors utilisé pour la mise en tension des armatures 3 qui sont ancrées en tension dans le bloc d'ancrage 20 par coincement des mors 21 sur chaque armature 3.
Le sous-bloc 30 en BFUHP et l'élément de répartition 40 en BHP peuvent être coulés ou extrudés sur site, c'est-à-dire dans un atelier situé à proximité du chantier de construction (typiquement moins de 50 km). Il en est de même le cas échéant du bloc d'ancrage 20 lorsque celui-ci est réalisé en BFUHP. On peut mettre en place les divers inserts métalliques dans un coffrage adapté, puis couler ou extruder le béton et mettre à l'étuve.
Pour obtenir une bonne complémentarité de forme des surfaces en appui 36 du sous-bloc 30 et 49 de l'élément de répartition 40, on peut mouler l'un au contact de l'autre.
Les dimensions du bloc d'ancrage 20, du sous-bloc 30 et de l'élément de répartition 40 sont paramétrables en fonction de la résistance et de la géométrie de la structure 1 à laquelle le dispositif d'ancrage 10 est destiné, pour un effort donné de précontrainte à diffuser dans celle-ci.
Notamment lorsque la taille de l'élément de répartition 40 est suffisante, il peut ne pas être nécessaire d'intégrer dans la structure 1 des armatures passives, notamment de diffusion et de frettage, à proximité du dispositif d'ancrage 10, notamment sous celui-ci et autour de l'élément de répartition 40.
Toutefois, on peut intégrer à la structure 1 autour du conduit 8 une armature hélicoïdale 51 , comme illustré, pour tenir compte du fait que les armatures 3 peuvent être contraintes radialement par le conduit 8.
Les formes données au bloc d'ancrage 20, au sous-bloc 30 et à l'élément de répartition 40 permettent de solliciter le matériau cimentaire qui les constitue majoritairement en compression sous l'effet de l'effort de tension régnant dans les armatures de précontrainte 3. En particulier, les contraintes de traction dans le matériau cimentaire de ces éléments n'excèdent de préférence jamais 1/20 de la résistance en compression du matériau cimentaire concerné.
Le sous-bloc 30 transmet de par sa forme interne en voûte l'effort reçu du bloc d'ancrage 20 via des contraintes internes majoritairement de compression. On peut mouler l'élément de répartition 40 et la structure 1 avec un conduit 60 pour le passage d'un tuyau servant à l'injection d'une graisse ou d'un coulis de ciment dans le conduit 8.
Dans l'exemple de la figure 1, le bloc d'ancrage 20 est en BFUHP. Dans les variantes des figures 2 à 4, le bloc d'ancrage 20 est métallique, étant par exemple en acier, et sa face 24 venant en appui sur le sous-bloc d'ancrage 30 est plane et perpendiculaire à l'axe X.
Le sous-bloc d'ancrage 30 présente dans ce cas une surface d'appui 32 plane également, perpendiculaire à l'axe X.
On a illustré sur la figure 2 la possibilité pour la face concave 34 d'être non sphérique, en l'espèce parabolique. La concavité 38 est ainsi plus profonde, ce qui permet d'accentuer le fonctionnement en voûte, prévenant d'autant l'apparition de contraintes de traction dans le sous bloc 30.
L'angle a ' défini comme le demi-angle au sommet du cône dans lequel s'inscrit la face 36 est moins ouvert que l'angle a de l'exemple de la figure 1.
La face 36 de la partie périphérique 33 fait un angle aigu b avec la tangente à la surface concave 34 prise au niveau du bord extérieur de la concavité 38. Cet angle b est par exemple de l'ordre de 30°, étant de préférence compris entre 15 et 90° borne supérieure exclue, mieux entre 20 et 60°.
On a illustré sur la figure 3 la possibilité pour les gaines 57 de dépasser du côté de la concavité 38. Il n'est en effet pas nécessaire de les couper au profil exact de la concavité, étant donné que ces gaines 57 sont obturées pendant le coulage du matériau cimentaire du sous-bloc 30.
La variante de la figure 4 diffère de celle de la figure 2 par le fait que l'élément de répartition 40 est moins profond, et par la forme de la concavité 38.
Dans ce cas, la structure 1 peut comporter des armatures de surface et/ou d'éclatement, sous l'élément de répartition 40.
Il est souhaitable que le sous-bloc 30 appuie sur l'élément de répartition 40 de façon relativement homogène, sur toute la largeur de la surface 36.
Or, les tolérances de fabrication peuvent conduire à des défauts de régularité ou d'inclinaison qui nuisent à une transmission homogène des efforts. Pour éviter des disparités dans la forme des surfaces 36 et 49, on peut contre- mouler le sous-bloc 30 sur l'élément de répartition 40, ou inversement. De même, on peut contre-mouler le bloc d'ancrage 20 sur le sous-bloc 30 ou inversement.
En l'absence de contre-moulage, on peut réaliser sur le sous-bloc 30 et/ou l'élément de répartition 40 des stries 65 comme illustré à la figure 5. Ces stries 65 présentent des arêtes fragiles qui rompent sous la pression exercée et qui en s 'écrasant là où les contraintes sont localement les plus fortes tendent à niveler le niveau de contrainte sur toute la surface et à compenser les tolérances de fabrication. Il s'agit d'une forme de matage d'une ou des deux surfaces en vis-à-vis.
II est encore possible, comme illustré à la figure 6, d'intercaler entre le sous- bloc 30 et l'élément de répartition 40 au moins un élément intercalaire 70.
Cet élément intercalaire 70 peut s'écraser sous la pression d'appui du sous-bloc 30 sur l'élément de répartition 40 et ainsi absorber par déformation locale les contraintes les plus fortes par effet de redistribution.
L'élément intercalaire 70 peut être un feuillard d'un métal ductile, par exemple du plomb, ou une feuille d'une matière polymérique.
L'élément intercalaire 70 peut également favoriser le glissement du sous-bloc 30 relativement à l'élément de répartition 40 lorsqu'un angle aigu de coincement b existe.
On a illustré à la figure 7 la possibilité de réaliser le sous-bloc 30 avec un moule perdu 80. Ce dernier peut présenter une ouverture 81 sur le côté pour son remplissage. Dans ce cas, la paroi du moule 80 constitue un élément qui s'interpose entre la surface en matériau cimentaire du sous-bloc et celle de l'élément de répartition 40 et qui peut jouer le rôle de l'élément intercalaire précité.
On peut aussi réaliser l'élément de répartition 40 avec un moule perdu, de même que le bloc d'ancrage 20.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
Par exemple, on peut modifier la forme du bloc d'ancrage, du sous-bloc d'ancrage et de l'élément de répartition pour leur donner une forme autre, permettant néanmoins de solliciter le matériau cimentaire qui les compose majoritairement en compression. Le sous-bloc d'ancrage peut présenter une forme qui n'est pas symétrique de révolution, avec ou sans symétrie axiale, avec par exemple des arches multiples, sensiblement radiales ou non, partant du corps central.
La face voûtée 34 du sous-bloc 30 peut être avec une ou plusieurs arêtes ou non, avec une ou plusieurs facettes, en forme d'ogive, de cône, de quadrique, d'arc brisé. De préférence toutefois, on évitera la présence d'arêtes.
De préférence encore, la forme de la face voûtée est telle qu'elle présente une inclinaison (pente) par rapport au plan normal (orthogonal) à l'axe X en son sommet, qui croît en s'éloignant de ce plan, de préférence de façon continue. La variation de la pente est ainsi monotone. La courbure (ne s 'inversant pas) peut être régulière ou non.
Le sous-bloc d'ancrage 30 peut être réalisé avec une partie périphérique 33 qui n'est pas pleine et continue de forme annulaire mais présente des ajours, lesquels s'étendent par exemple jusqu'à l'élément de répartition 40 pour former des jambes d'appui distinctes sur ce dernier.
La surface 36 du sous-bloc 30 peut être indentée, et l'élément de répartition 40 est alors avantageusement indenté de manière complémentaire. Une telle complémentarité de formes peut être relativement facile à créer lorsque le sous-bloc 30 est moulé au contact de l'élément de répartition ou inversement.
La face d'appui 32 du sous-bloc destinée à recevoir le bloc d'ancrage 20 peut être non sphérique, par exemple être en forme de cône, d'ogive, de quadrique, notamment de paraboloïde
La surface périphérique extérieure du bloc ou du sous-bloc d'ancrage peut être de révolution ou non, étant de préférence à symétrie axiale. Par exemple, la forme du bloc, du sous-bloc ou de l'élément de répartition est générée par n répétitions d'un même motif par rotation d'un angle de 360°/n, avec par exemple n égal à 3, notamment dans le cas d'une maille hexagonale pour le faisceau d'armatures 3.
On a illustré à la figure 8 la possibilité de remplacer l'élément de répartition 40 par une forme complémentaire correspondante réalisée directement au sein de l'ouvrage 1. Cela est possible lorsque le matériau cimentaire de l'ouvrage présente une résistante mécanique suffisante, par exemple est un béton de classe de résistance C80/95 ou supérieure. La forme complémentaire présente comme illustré un cône de réception du sous-bloc d'ancrage 30, contre lequel la face 36 du sous-bloc d'ancrage vient en appui.
Bien que l'invention convienne tout particulièrement à un ouvrage en béton, l'invention peut encore s'appliquer à une structure en maçonnerie ou mixte, par exemple acier/béton.
Bien qu'un matériau cimentaire soit préféré pour réaliser le sous-bloc d'ancrage, on peut encore en variante utiliser des matériaux moins coûteux que l'acier, tels qu'une fonte, ou un matériau composite à base de polymères.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) d'ancrage d'armature(s) (3) de précontrainte ou de câble de structure tel qu'un hauban, pour ouvrage, notamment en béton (1), comportant :
- un bloc d'ancrage (20) présentant au moins un logement (22) configuré pour accueillir un mors de serrage (21) d'une armature (3) ,
- un sous-bloc d'ancrage (30), présentant une face d'appui (32) sur laquelle repose le bloc d'ancrage (20) et une forme de voûte dont la concavité (38) est orientée vers l'ouvrage,
- un élément (40) de répartition des efforts dans l'ouvrage sur lequel repose le sous-bloc d'ancrage (30).
2. Dispositif selon la revendication 1, le sous-bloc d'ancrage comportant un matériau cimentaire.
3. Dispositif selon la revendication 2, le matériau cimentaire du sous-bloc d'ancrage (30) étant du BHP (Béton Hautes Performances) ou du BFUHP, de préférence du BFUHP (Béton Fibré Ultra Hautes Performances).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, l'élément (40) de répartition des efforts dans l'ouvrage comportant un matériau cimentaire.
5. Dispositif selon les revendications 2 à 4, le matériau cimentaire du sous- bloc (30) étant directement en contact avec le matériau cimentaire de l'élément de répartition (40).
6. Dispositif selon la revendication 5, les surfaces en contact étant de formes généralement complémentaires, mieux exactement complémentaires, l'un du sous-bloc et de l'élément de répartition étant de préférence moulé au contact de l'autre du sous-bloc et de l'élément de répartition.
7. Dispositif selon la revendication 4, l'un au moins du sous-bloc et de l'élément de répartition étant réalisé avec des reliefs (65) de faible dimension qui vont s'écraser sous l'effet de la compression du sous-bloc sur l'élément de répartition, et en s 'écrasant vont permettre un contact plus intime entre le sous-bloc et l'élément de répartition, de tels reliefs étant de préférence réalisés sous la forme de fines nervures, notamment des annelures ou striures radiales.
8. Dispositif selon la revendication 4, comportant au moins un élément (70) interposé entre le sous-bloc (30) et l'élément de répartition (40), cet élément (70) étant en un matériau non cimentaire, choisi pour s'écraser sous l'effet de la compression du sous- bloc (30) sur l'élément de répartition (40), notamment au moins une épaisseur d'un matériau métallique, de préférence ductile, tel qu'un feuillard de plomb, ou une feuille d'un matériau polymérique.
9. Dispositif selon la revendication 8, le ou les matériaux non cimentaires présents à l'interface entre le matériau cimentaire du sous-bloc (30) et celui de l'élément de répartition (40) correspondent à l'enveloppe d'un ou plusieurs moules perdus ayant servi à mouler le sous-bloc ou l'élément de répartition.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, l'angle d'ouverture de la concavité (38) du sous-bloc (30), défini par le demi-angle (a) au sommet du cône qui s'appuie sur le bord (53) de la face concave (34) le plus éloigné du bloc d'ancrage (20), et qui est perpendiculaire à la surface concave (34) en ce bord, étant compris entre 15 et 90°, mieux entre 30 et 90°.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel on réalise l'interface entre le sous-bloc (30) et l'élément de répartition (40) de telle sorte que le sous-bloc (30) puisse glisser dans l'élément de répartition (40) sous l'effet de la compression et se coincer davantage dans celui-ci, et on dispose à l'interface entre le matériau cimentaire du sous-bloc et celui de l'élément de répartition au moins un élément intercalaire (70) destiné à faciliter ce glissement, de préférence de coefficient de friction inférieur ou égal à 0,5.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, l'interface entre le sous-bloc et l'élément de répartition ayant une inclinaison telle que l'angle (b) formé entre l'interface et la tangente à la face concave (34) au niveau de l'interface soit aigu, de préférence compris entre 15 et 90° borne supérieure exclue, mieux entre 15 et 50°, notamment de l'ordre de 30°.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, dans lequel on donne aux surfaces (36, 49) du sous-bloc et de l'élément de répartition destinées à venir en appui l'une sur l'autre une forme qui permet de s'assurer que malgré les tolérances de fabrication la distribution des contraintes reste favorable à la bonne tenue mécanique du sous-bloc et de l'élément de répartition, et de préférence l'angle nominal donné à la surface du sous-bloc destinée à venir en appui sur l'élément de répartition est choisie de telle sorte qu'en intégrant les tolérances de fabrication on ait toujours un premier contact qui s'effectue, à la mise en place des pièces, dans la zone qui est la plus éloignée de la face concave du sous-bloc.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 4 à 13, l'élément de répartition (40) présentant une résistance à la compression supérieure à celle du béton de la structure, mieux intermédiaire entre celle du matériau du sous-bloc d'ancrage et celle du béton de la structure, étant de préférence en BHP.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 14, l'élément de répartition (40) ayant une forme s'élargissant vers l'ouvrage, notamment tronconique, étant de préférence traversé par une ouverture (41) pour le passage des armatures (3) s'élargissant vers le sous-bloc d'ancrage.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, l'élément de répartition (40) étant sans armature de renfort.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, la face d'appui (32) du sous-bloc d'ancrage (30) étant concave vers le bloc d'ancrage (20) et le bloc d'ancrage (20) ayant une face intérieure (24) convexe, de forme complémentaire, notamment sphérique.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bloc d'ancrage (20) étant en matériau cimentaire, de préférence en BFUHP, comportant de préférence des inserts métalliques (22) pour recevoir les mors de serrage (21), comportant de préférence également une armature d'éclatement (23).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, le bloc d'ancrage (20) étant métallique et la face d'appui (32) étant plane.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le sous- bloc d'ancrage (30) étant sans armature.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bloc d'ancrage (20) présentant une pluralité de logements (29) de réception de mors (21) de serrage des armatures (3).
22. Ouvrage en béton comportant au moins une armature (3) de précontrainte, à la structure en béton (1) de l'ouvrage, maintenue en tension à l'aide d'un dispositif d'ancrage (10) tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes.
23. Ouvrage selon la revendication 22, comportant une structure en béton (1) dans laquelle est noyé l'élément de répartition (40).
24. Ouvrage selon la revendication 23, la structure en béton (1) comportant un conduit (8) débouchant par une portion évasée sur l'élément de répartition (40).
25. Procédé d'ancrage d'au moins une armature (3) de précontrainte ou de câble de structure d'un ouvrage, notamment en béton, notamment un ou plusieurs torons (3) de câble, comportant l'ancrage de l'armature (3) au sein d'un bloc d'ancrage (20) d'un dispositif d'ancrage (10) tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 21.
26. Procédé selon la revendication 25, comportant la mise en tension de la ou des armatures (3) à l'aide d'un vérin prenant appui sur le bloc d'ancrage (20) ou sur le sous-bloc (30).
27. Procédé de fabrication d'un dispositif d'ancrage (10) d'armature(s) (3) de précontrainte ou de câble de structure, pour ouvrage notamment en béton, d'un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, ce dispositif comportant :
- un bloc d'ancrage (20) présentant au moins un logement (22) configuré pour accueillir un mors (21) de serrage d'une armature (3) de précontrainte ou de câble de structure, notamment un hauban,
un sous-bloc d'ancrage (30) comportant un matériau cimentaire, présentant une face d'appui (32) sur laquelle repose le bloc d'ancrage (20) et une forme de voûte dont la concavité (38) est orientée vers l'ouvrage,
procédé dans lequel le sous-bloc d'ancrage (30) est réalisé au moyen d'un équipement de moulage ou d'extrusion de matériau cimentaire.
28. Procédé selon la revendication 27, le sous-bloc d'ancrage (30) étant réalisé dans un atelier sur site.
29. Procédé selon l'une des revendications 27 et 28, le sous-bloc d'ancrage (30) étant disposé au moins partiellement dans une réservation (2) de l'ouvrage.
30. Procédé selon l'une des revendications 27 à 29, dans lequel on contre-moule l'un du bloc d'ancrage et du sous-bloc sur l'autre.
31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 27 à 30, le dispositif d'ancrage comportant un élément de répartition (40), procédé dans lequel on contre-moule l'un du sous-bloc (30) et de l'élément de répartition (40) sur l'autre.
32. Système d'ancrage d'armatures de précontrainte, pour dispositif d'ancrage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, comportant des mors (21) de serrage des armatures et un bloc d'ancrage (20) réalisé en BFUHP, présentant des logements, notamment ayant au moins une portion de forme conique, pour recevoir les mors (21) et assurer le coincement des armatures sous l'effet de la tension dans celles-ci, le bloc d'ancrage (20) ayant une face (24) par laquelle les efforts sont transmis à la structure, de forme convexe vers la structure.
33. Système selon la revendication 32, les logements de réception des mors (21) comportant des inserts métalliques (22) ayant au moins une portion de forme conique.
34. Système selon l'une des revendications 32 et 33, comportant autant de logements (22) pour les armatures qu'il y a d'armatures.
35. Système selon l'une quelconque des revendications 32 à 34, le bloc d'ancrage comportant une armature d'éclatement (23) à sa périphérie, du côté opposé à la face (24) qui transmet les efforts.
36. Système selon l'une quelconque des revendications 32 à 35, ayant une surface extérieure (25) s'élargissant en rapprochement de la face (24) qui transmet les efforts, notamment de forme tronconique.
37. Sous-bloc d'ancrage (30) pour un dispositif d'ancrage (10) d'armature(s) (3) de précontrainte ou de câble de structure tel qu'un hauban, pour ouvrage, notamment en béton (1), ce dispositif comportant :
- un bloc d'ancrage (20) présentant au moins un logement (22) configuré pour accueillir un mors de serrage (21) d'une armature (3) ,
- un sous-bloc d'ancrage (30), présentant une face d'appui (32) sur laquelle repose le bloc d'ancrage (20) et une forme de voûte dont la concavité (38) est orientée vers l'ouvrage,
- le sous bloc étant réalisé en BHP ou en BFUHP, comportant une face d'appui (32) pour recevoir le bloc d'ancrage (20) d'armatures de précontrainte (3), des passages pour les armatures de précontrainte, une partie périphérique (33) de transmission des efforts et une partie centrale définissant, du côté opposé à la face d'appui (24), une concavité (38), la partie périphérique (33) ayant une face d'extrémité (36) se raccordant en formant un angle aigu (b) avec la tangente à la surface concave (34) présentant la concavité (38).
38. Sous-bloc selon la revendication 37, étant de forme extérieure de révolution ou à symétrie axiale autour de l'axe (X) selon lequel s'applique la tension dans les armatures (3).
39. Sous-bloc selon l'une des revendications 37et 38, la face d'appui (32) étant de forme concave, notamment complémentaire de celle du bloc d'ancrage (20).
40. Sous-bloc selon l'une quelconque des revendications 37 et 38, la face d'appui (32) étant plane.
41. Sous-bloc selon l'une quelconque des revendications 37 à 40, étant constitué exclusivement de BFUHP, sans armature intégrée.
42. Elément de répartition (40), pour un dispositif d'ancrage (10) tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 21, comportant un corps en BHP, traversé par une ouverture centrale (41) pour le passage des armatures de précontrainte (3), ayant une surface (49) de réception d'un sous-bloc d'ancrage (30) et une surface extérieure périphérique (46) qui s'élargit en s'éloignant de la surface (49), notamment de forme tronconique.
43. Elément de répartition (40) selon la revendication 42, l'ouverture centrale (41) ayant une section qui augmente en rapprochement du sous-bloc d'ancrage (30) et ayant de préférence une face (47) à l'opposé du sous-bloc d'ancrage (30) qui est plane et perpendiculaire à l'axe (X) de l'ouverture centrale (41).
44. Dispositif d'ancrage (10) pour ouvrage en béton, comportant un bloc d'ancrage (20) servant à maintenir en tension des armatures de précontrainte (3) ou de câble de structure, notamment un hauban, un sous-bloc d'ancrage (30) sur lequel repose le bloc d'ancrage (20) et un élément de répartition (40) à noyer au moins partiellement dans la structure (1) en béton de l'ouvrage, le sous-bloc d'ancrage (30) et l'élément de répartition (40) étant réalisés au moins partiellement en des matériaux cimentaires de résistance à la compression supérieure à celle du béton de la structure (1), la résistance à la compression du sous-bloc d'ancrage (30) étant supérieure à celle de l'élément de répartition (40), le sous-bloc d'ancrage (30) étant de préférence réalisé en BFUHP, l'élément de répartition étant de préférence réalisé en BHP, le bloc d'ancrage (20) étant de préférence réalisé en un matériau cimentaire, notamment en BFUHP, comportant un système tel que défini dans l'une quelconque des revendications 32 à 36, le sous-bloc d'ancrage (30) étant tel que défini à l'une quelconque des revendications 37 à 41, et/ou l'élément de répartition étant tel que défini à l'une des revendications 42 et 43.
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