FR2516573A1

FR2516573A1 - Cotter pin anchorage for prestressed reinforcement cable - has truncated pins wedging into truncated cavity in anchor block

Info

Publication number: FR2516573A1
Application number: FR8121487A
Authority: FR
Inventors: Pierre Jartoux
Original assignee: Freyssinet International STUP SA
Current assignee: Freyssinet International STUP SA
Priority date: 1981-11-17
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1983-05-20
Also published as: FR2516573B1

Abstract

The cable anchor resists fatigue due to varying forces and has three pins (2) forced into a truncated cavity (3) in an anchor block (4). The exterior surfaces of the pins are smooth and machined as exactly as possible to the same angle as that of the smooth cavity. The thin end of the pins is entirely housed in the cavity which extends beyond the pins and the internal pin faces are roughened over their full length to grip the reinforcement (1).

Description

La présente invention concerne un ancrage à clavettes pour une armature de précontrainte soumise à de nombreuses variations de tension. The present invention relates to a keyed anchor for a prestressing reinforcement subjected to numerous variations in tension.

On sait que, lorsque certaines structures précontraintes sont soumises à des charges rapidement variables, la tension des armatures au droit des ancrages varie au rythme de la variation de charge, notamment pour les structures dont les câbles ne sont pas injectés de façon rigide (haubans ou tirants) qui, meme injectés,, transmettent au moins partiellement les efforts jusqu'aux ancrages. It is known that, when certain prestressed structures are subjected to rapidly variable loads, the tension of the reinforcements at the right of the anchorages varies at the rate of the variation in load, in particular for structures whose cables are not rigidly injected (shrouds or tie rods) which, even when injected, at least partially transmit the forces to the anchors.

Lorsque le nombre d'alternances de charges est élevé, il en résulte des ruptures par fatigue qui se produisent dans les zones de moindre résistance, généralement constituées par les ancrages, juste à la sortie de ceux-ci. When the number of alternating loads is high, this results in fatigue failures which occur in the zones of least resistance, generally constituted by the anchorages, just at the exit thereof.

Les ancrages à clavettes, tels que décrits pour la première fois dans le brevet français Freyssinet NO 991 703 du 28 avril 1944, n'échappent pas à ce défaut. The keyed anchors, as described for the first time in the French patent Freyssinet NO 991 703 of April 28, 1944, do not escape this defect.

En effet, pour empecher le glissement éventuel de l'armature dans le faisceau de clavettes, il a été proposé de rendre rugueuse la surface des clavettes appliquée contre l'armature, en particulier en munissant cette surface de stries à aretes aiguës orientées perpendiculairement a l'axe de l'armature. Indeed, to prevent the possible sliding of the reinforcement in the bundle of keys, it has been proposed to roughen the surface of the keys applied against the reinforcement, in particular by providing this surface with ridges with sharp edges oriented perpendicularly to the of the armature.

Spécialement, lorsque ces stries sont peu nombreuses et aiguës, on peut attribuer à l'effet d'entaille qu'elles provoquent dans l'armature la rupture prématurée en fatigue de celle-ci. Especially, when these streaks are few and acute, we can attribute to the notch effect that they cause in the reinforcement the premature rupture in fatigue thereof.

De nombreuses propositions ont été avancées pour pallier cet inconvénient. Many proposals have been put forward to overcome this drawback.

La plus ancienne consiste à réduire la pente du cône femelle par rapport à celle du faisceau de clavettes, pour augmenter le serrage de celui-ci à son extrémité épaisse. The oldest is to reduce the slope of the female cone relative to that of the keyway, to increase the tightness of the latter at its thick end.

On a aussi proposé (Brevet français NO 2 251 682 de réduire progressivement, vers l'extrémité fine du faisceau de clavettes, la profondeur, la dureté des stries en augmentant le nombre par unité de longueur. It has also been proposed (French patent NO 2 251 682 to gradually reduce, towards the fine end of the bundle of keys, the depth, the hardness of the ridges by increasing the number per unit of length.

Dans le brevet français NO 2 241 672, on propose, pour un résultat semblable, d'amener l'extrémité fine du faisceau dans un espace élargi ménagé à l'extrémité du cône femelle ainsi que d'évaser le canal de passage de l'armature dans le faisceau du côté de cette extrémité fine. In French patent NO 2 241 672, it is proposed, for a similar result, to bring the fine end of the bundle into an enlarged space formed at the end of the female cone as well as to flare the passage channel of the frame in the beam on the side of this fine end

On connait aussi, engagés dans des forages tronconiques, des faisceaux de clavettes dont les génératrices sont légèrement convexes de façon à réduire le serrage vers l'extrémité effilée du faisceau. There are also known, engaged in frustoconical drilling, keyways whose generatrices are slightly convex so as to reduce the tightening towards the tapered end of the beam.

Inversement, on a aussi proposé des faisceaux dont les génératrices sont concaves de façon que l'extrémité du faisceau soit effilée, presque cylindrique, et dépasse l'orifice étroit de l'ouverture tronconique recevant ce faisceau. Conversely, beams have also been proposed, the generators of which are concave so that the end of the beam is tapered, almost cylindrical, and exceeds the narrow orifice of the frustoconical opening receiving this beam.

Ces divers palliatifs ne donnent pas entière satisfaction et, aux essais de type "fatigue", les armatures continuent à se rompre dans l'ancrage ou à la limite de celui-ci. These various palliatives are not entirely satisfactory and, in the "fatigue" type tests, the reinforcements continue to break in the anchorage or at the limit thereof.

L'invention a pour objet un ancrage qui améliore considérablement la tenue d'une armature tendue soumise à des sollicitations de fatigue. The subject of the invention is an anchoring which considerably improves the resistance of a tensile reinforcement subjected to fatigue stresses.

Selon l'invention, la surface extérieure des clavettes est lisse et usinée aussi exactement que possible au même angle que celui de la cavité tronconique dans laquelle ces clavettes sont complètement engagées, tandis que la face interne des clavettes est uniformément rendue fortement rugueuse sur toute la longueur pour une adhérence par frottement à ladite armature. According to the invention, the external surface of the keys is smooth and machined as exactly as possible at the same angle as that of the frustoconical cavity in which these keys are completely engaged, while the internal face of the keys is uniformly made highly rough over the entire length for adhesion by friction to said reinforcement.

Le dessin annexé montre comment l'invention peut être mise en oeuvre. The accompanying drawing shows how the invention can be implemented.

La figure unique montre en coupe axiale un exemple d'ancrage. The single figure shows in axial section an example of anchoring.

Sur cette figure, l'armature 1, un toron en l'espèce, est entouré par un faisceau de trois clavettes tronconiques 2 , faisceau forcé dans la cavité tronconique 3 ménagée dans un bloc 4. In this figure, the frame 1, a strand in this case, is surrounded by a bundle of three frustoconical keys 2, a beam forced into the frustoconical cavity 3 formed in a block 4.

Selon l'invention, l'angle a du faisceau conique de clavettes est aussi exactement que possible le même que l'angle du sommet de la cavité tronconique. De plus, au moins du côté effilé, les clavettes sont engagées pour être en contact sur toute leur longueur avec ladite cavité, laquelle est lisse et éventuellement polie. According to the invention, the angle a of the conical bundle of keys is as exactly as possible the same as the angle of the apex of the frustoconical cavity. In addition, at least on the tapered side, the keys are engaged to be in contact over their entire length with said cavity, which is smooth and possibly polished.

Enfin, la face interne de chacune des clavettes en contact avec l'armature est rendue uniformément rugueuse, de préférence en y ménageant de fines stries transversales. Finally, the internal face of each of the keys in contact with the frame is made uniformly rough, preferably by providing fine transverse streaks therein.

Dans une telle réalisation, le serrage de l'armature par les clavettes est évidemment uniforme sur toute la longueur du faisceau, comme cela est indiqué par les champs de flèches F; l'angle a est choisi évidemment pour que l'armature ne puisse glisser dans les clavettes sous la plus forte traction à laquelle elle peut être soumise. In such an embodiment, the tightening of the reinforcement by the keys is obviously uniform over the entire length of the beam, as indicated by the fields of arrows F; the angle a is obviously chosen so that the reinforcement cannot slide in the keys under the strongest traction to which it can be subjected.

Dans ces conditions, les clavettes font pratiquement corps avec l'armature sur toute leur longueur et, lorsque la tension varie, par exemple augmente, l'extrémité effilée 5 du faisceau de clavettes peut venir en 5a, cette extrémité effilée glissant au contact de la paroi lisse 3 par exemple sur la longueur 3a indiquée par un trait épaissi. On remarquera que, dans cet allongement élastique du faisceau de clavettes, celui-ci se trouve forcé dans une portion plus étroite de l'ouverture tronconique, de sorte que le serrage de l'armature se trouve conservé et que le glissement de cette armature continue à être empêché. Ce comportement de l'ancrage est vérifiable expérimentalement par la modification de l'état de surface de l'extrémité externe du faisceau de clavettes et de l'extrémité interne de la cavité tronconique après l'application alternée d'efforts de tension faibles et forts. Au bout de plusieurs millions d'alternances, l'expérience montre que l'armature se rompt dans sa partie coupante mais pas nécessairement au droit de l'ancrage. Under these conditions, the keys are practically integral with the reinforcement over their entire length and, when the tension varies, for example increases, the tapered end 5 of the bundle of keys can come at 5a, this tapered end sliding in contact with the smooth wall 3 for example over the length 3a indicated by a thickened line. It will be noted that, in this elastic elongation of the bundle of keys, the latter is forced into a narrower portion of the frustoconical opening, so that the tightening of the reinforcement is preserved and that the sliding of this reinforcement continues to be prevented. This behavior of the anchoring is verifiable experimentally by the modification of the surface state of the external end of the bundle of keys and of the internal end of the frustoconical cavity after the alternating application of weak and strong tension forces. . After several million alternations, experience shows that the frame breaks in its cutting part but not necessarily at the right of the anchor.

L'invention s'applique à l'ancrage d'armatures destinées à des structures précontraintes soumises à des charges fréquemment variables. The invention applies to the anchoring of reinforcements intended for prestressed structures subjected to frequently variable loads.

Claims

Claim

Anchoring of a reinforcement by means of a frustoconical beam of keys which surrounds it, forced beam in a frustoconical cavity, characterized in that the external surface of the beam is smooth and machined as exactly as possible at the same angle as that of said cavity also smooth, that on the side of the fine end the beam is fully engaged in said cavity, which extends beyond this end, and that finally the internal face of the keys is made uniformly rough over the entire length of said beam.