FR2548949A1 - Procede de fabrication de corps creux en beton precontraint, en particulier de tubes de beton precontraint, corps creux realise selon le procede, en particulier tube de beton precontraint, et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

CE PROCEDE EST DU TYPE CONSISTANT A MOULER DES TUBES DE BETON PRECONTRAINT ENTRE UN MOULE INTERNE 21 DEFORMABLE EN DIRECTION RADIALE ET UN MOULE EXTERNE 22 EGALEMENT DEFORMABLE EN DIRECTION RADIALE, PROCEDE DANS LEQUEL L'ARMATURE ANNULAIRE NOYEE DANS LE BETON EST SOUMISE A UNE PRECONTRAINTE PAR UN ELARGISSEMENT RADIAL DES MOULES APRES PRECOMPACTAGE DU BETON FRAIS, PAR EXEMPLE PAR VIBRAGE. L'ARMATURE LONGITUDINALE EST COMPRIMEE CONTRE LE BETON FRAIS PRECOMPACTE.

Description

Procédé de fabrication de corps creux en béton précontraint, en particulier de tubes de béton précontraint, corps creux réalisé selon le procédé, en particulier tube de béton précontraint, et dispositif pour sa mise en oeuvre.

L'invention concerne un procédé de fabrication de corps creux précontraints en direction longitudinale et en direction annulaire, constitués en béton, en particulier des tubes de béton précontraint, un corps précontraint réalisé selon ce procédé et constitué en béton, en particulier un corps précontraint en béton, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.

Les tubes de béton précontraint sont surtout utilisés comme tubes de pression pour l'alimentation en eau potable, l'alimentation en eau de refroidissement de centrales nucléaires et la réalisation des conduites d'eau chaude de réseaux de chauffage à distance. Il existe diverses possibilités de fabrication de ces tubes qui doivent répondre à des exigences de qualité élevées.

Pour réaliser un tube de béton précontraint dit à deux parois, on commence par disposer sur un corps creux en béton qui n'est pas armé un fil d'acier formant deux groupes se croisant en sens contraire sous un angle aigu de manière que les positions de retour soient situées sur les côtés frontaux du tube, positions dans lesquelles les enroulements de l'armature changent de sens. Ainsi, on obtient une précontrainte aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens annulaire ou périphérique au moyen d'une unique opération d'enroulement. L'armature doit être ensuite protégée contre la corrosion sur sa partie externe par une couche de béton, de bitume ou d'un autre matériau.

Le tube de béton précontraint dit à paroi unique se différencie du fait que l'armature annulaire hoyée dans le béton est mise sous contrainte par élargissement du béton frais et compacté. Les tubes de ce type comprennent un réseau d'armatures de précontrainte qui sont sensiblement à angle droit, à savoir une armature longitudinale et une armature annulaire en spirale. Pour réaliser un tube de béton précontraint de ce type, on utilise un coffrage constitué par un moule intérieur et un moule extérieur, qui peuvent être élargis tous les deux en direction radiale. On commence par mettre en place l'armature longitudinale et à la soumettre à une précontrainte contre le moule du coffrage. Ayant ensuite rempli le moule de béton frais que l'on a précompacté par vibrations, on élargit le moule interne.Il en résulte que l'armature annulaire est entraînée avec lui et soumise à une tension par le béton qui continue à se compacter et qui s'élargit
Après élargissement, le béton est maintenu à l'état comprimé jusqu'à ce qu'il soit suffisamment pris pour conserver le préformage atteint et maintenir l'armature sous tension. On peut alors interrompre la pression et retirer le tube du moule, et ce tube subit alors une précontrainte en pression en direction longitudinale et annulaire sous l'effet des armatures soumises à tension.

Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilise un moule de coffrage dans lequel le moule interne peut être élargi élastiquement par un fluide hydraulique. Le moule externe est constitué par de nombreuses bandes étroites soutenues élastiquement de manière qu'elles puissent suivre plus ou moins passivement la déformation radiale provoquée par l'élargissement du tube. On dispose dans la région dans laquelle les segments sont en contact longitudinal de la possibilité de réaliser une déshydratation sous pression du béton frais.

Pour simplifier ce moule très compliqué, il a été possible, grâce aux progrès de la technologie du béton en particulier du choix d'un rapport déterminé entre eau et ciment, rendant la déshydratation du béton frais largement superflue, de constituer le moule externe en plusieurs parties par deux demi-coquilles ou quatre segments de coquille en acier selon le diamètre du tube, pouvant être élargies contre des éléments élastiques précontraints dans la région de leurs jonctions longitudinales. Ce procédé est connu sous le nom de procédé "Sentab".

Cependant ce procédé présente encore certains inconvénients concernant surtout des insuffisances de qualité du tube de béton précontraint terminé. Lors de la précontrainte de l'armature annulaire, seule la coquille interne en béton se trouvant à l'intérieur de l'armature annulaire est soumise à une contrainte; la coquille de béton externe se trouvant à l'extérieur de l'armature annulaire est soumise par contre à des contraintes de pression très variables, ce qui fait que l'on court le danger que le béton de recouvrement se détache.Du fait que l'armature longitudinale soit pressée contre le moule de coffrage et que l'armature annulaire soit soumise à une sollicitation d'élargissement, il est vrai que le béton se durcit sous l'effet de la précontrainte annulaire, mais qu'il est soumis par la suite à une précontrainte longitudinale additionnelle quand on dégage les éléments tendeurs longitudinaux du moule de coffrage, ce qui provoque des modifications des contraintes.

Comme on doit prévoir au moins dans la région de l'extrémité non évasée du tube et sur sa périphérie externe des dispositifs de réception et de fixation d'un anneau d'étanchéité en vue de la liaison ultérieure du tube, qui doivent être réalisés avec une grande précision et ne peuvent être formés que contre un moule extérieur fixe, les moules de coffrage ne peuvent être élargis sur la totalité de la longueur du tube. Il en résulte qu'il subsiste à l'extrémité du tube une région sans précontrainte, c'est-à-dire une région qui est la source d'inconvénients et où apparaissent souvent des fissures au niveau de la transition.Finalement, la subdivision fixe du moule externe en deux ou quatre parties ne permet aucun formage radial précis de la périphérie extérieure du tube à réaliser, du fait que les coffrages ne peuvent se déplacer radialement vers l'extérieur que dans leur ensemble, mais ne peuvent pas être déformés. En outre, il n'est pas toujours possible d'obtenir une qualité parfaite du béton de recouvrement dans les zones des joints longitudinaux entre coffrages, ce qui fait que des phénomènes de corrosion peuvent s'y amorcer.

Les tubes de béton précontraint de ce type doivent non seulement être réalisés de façon aussi économique que possible, mais ils doivent également~, surtout s'ils sont soumis de l'intérieur et/ou de l'extérieur à l'influence agressive de l'eau, répondre à des exigences de qualité très élevées ou être revêtus d'un matériau résistant à la corrosion. Les tubes de béton précontraint de ce type présentent une extrémité dite d'emboîtement ou non évasée et une extrémité dite en tulipe; ils sont reliés l'un à l'autre par enfoncement mutuel de ces extrémités avec interposition d'une bague d'étanchéité en un matériau élastique. En règle générale, on constitue sur la périphérie extérieure de l'extrémité non évasée un siège pour une bague d'étanchéité, se présentant souvent sous la forme d'une chambre à bague d'étanchéité, qui est comprimée sous l'effet de la pression radiale exercée entre surfaces d'étanchéité parallèles de l'extrémité non évasée de l'un des tubes ou du manchon annulaire de l'autre tube. La bague d'étanchéité qui est serrée par élongation sur l'extrémité non évasée est donc soumise en plus à une compression radiale.

L'invention a pour but de proposer un tube en béton précontraint de qualité élevée, susceptible d'être fabriqué d'une façon aussi économique que possible et d'être facilement posé, et permettant de disposer une garniture d'étanchéité durable et fiable dans la région de la liaison entre tubes.

Selon l'invention, ce but est atteint au moyen d'un procédé de fabrication de corps creux en béton précontraint en direction longitudinale et en direction annulaire, en particulier des tubes de béton précontraint, entre un moule interne déformable en direction radiale et un moule externe également déformable en direction radiale, procédé dans lequel l'armature annulaire noyée dans le béton est soumise à une précontrainte par un élargissement radial des moules après précompactage du béton frais, par exemple par vibrage; dans ce procédé, l'armature longitudinale est comprimée contre le béton frais précompacté.

Une caractéristique essentielle de l'amélioration de qualité du tube de béton précontraint consiste dans l'amé- lioration de la précontrainte dans les deux axes du tube provenant du fait que l'armature longitudinale est également comprimée contre le béton frais; le corps en béton peut donc se durcir alors qu'il est soumis à une précontrainte selon deux axes, sous l'action combinée de la précontrainte longitudinale et de la précontrainte annulaire. En outre, il est essentiel que le compactage du béton frais s'effectue par élargissement de l'intérieur sous l'effet d'une pression déformatrice et s'effectue simultanément de l'extérieur du fait d'une contre-pression.

Contrairement à la pression exercée dans un seul sens contre des moules rigides, la structure constituée par les grains du béton frais peut se déplacer, ceci signifiant que des parties individuelles de cette structure constituée par les grains peuvent se déplacer les unes par rapport aux autres.

Selon l'invention, une partie de la précontrainte annulaire est avantageusement appliquée dès avant l'application de la contrainte à l'armature longitudinale. Ainsi, le béton frais peut être précompacté plus fortement avant la mise sous précontrainte de l'armature longitudinale dans la région des ancrages d'extrémité que dans le reste du corps creux des organes tendeurs longitudinaux pouvant être tirés sur un côté et noyés dans le béton.

Avantageusement, le béton frais est compacté pendant et/ou directement après son remplissage dans le moule, par vibrations et ensuite du fait de la pression exercée par l'élargissement du moule interne contre le moule externe.

Le moule externe peut alors être soumis à une contrainte préalable avant l'élargissement du moule interne pour déterminer une contre-pression. Avantageusement, la contrepression exercée par le moule externe est maintenue pendant l'élargissement du moule interne.

Pour réaliser une protection contre la corrosion, il est possible d'appliquer sur le moule interne ou sur le moule externe et avant le coulage du béton une couche d'un matériau anti-corrosion tel qu'une pâte de résile époxy, qui est enfoncée dans la surface du béton frais lors de l'élargissement du moule interne.

Avec un corps creux en béton précontraint et réalisé selon le procédé décrit, et en particulier un tube de béton précontraint--:à organes de précontrainte longitudinaux et annulaires, la solution au problème posé consiste dans le fait que les organes de pré contrainte longitudinaux sont ancrés de façon fixe à une extrémité du corps creux au moyen d'éléments d'ancrage noyés dans le béton, et ancrés de façon à pouvoir être mis sous tension par l'autre extrémité. Dans ce cas, il est fait en sorte que les organes de précontrainte longitudinaux puissent être soumis à une précontrainte dans le béton frais précompacté.

Les organes de précontrainte longitudinaux sont avantageusement constitués sous la forme d'épingles à cheveux dont les positions de retour en forme de boucle servent d'éléments d'ancrage. Avantageusement, ces organes de précontrainte longitudinaux sont disposés de manière que les positions de retour en forme de boucles se chevauchent mutuellement en direction annulaire du corps creux.

Quand il s'agit d'un tube de béton précontraint constitué pour réaliser des liaisons entre tubes présen- tant une extrémité d'insertion non évasée et une extrémité en forme de tulipe, les positions de retour en forme de boucles des organes de précontrainte longitudinaux sont disposées avantageusement à l'extrémité en forme de tulipe et les extrémités libres des organes de précontrainte longitudinaux servant à appliquer la précontrainte sont disposés à l'extrémité non évasée.

L'objet de l'invention est en outre un dispositif de fabrication d'un tube de béton précontraint du type décrit, constitué par un moule interne déformable en direction radiale, comprenant une chambre de pression interne pouvant être soumise à la pression d'un agent hydraulique et constituée entre une enveloppe rigide interne formée, par exemple, en acier et une enveloppe interne élastiquement déformable et servant de coffrage pour le corps creux, et un moule externe également déformable en direction radiale, le moule externe étant constitué par une enveloppe externe rigide et en une seule pièce, par exemple en acier, et une enveloppe élastiquement déformable et servant de coffrage pour le corps creux, par exemple en caoutchouc, entre lesquelles est constituée une chambre de pression externe pouvant être soumise à la pression d'un agent hydraulique.L'enveloppe interne élastique et l'enveloppe externe élastique peuvent avantageusement se déplacer librement en direction radiale sur la totalité de leur longueur.

Grâce à l'utilisation d'enveloppes élastiques s'étendant sur la totalité de la longueur du tube dans la région interne et dans la région externe, il est possible de soumettre le tube à une précontrainte également sur la totalité de sa longueur, c'est-à-dire y compris l'extrémité non évasée et l'extrémité en forme de tulipe, de manière à éviter les fissures annulaires provoquées par des déformations et apparaissant jusqu'ici lorsqu'on met fin à la pression interne dans les régions d'extrémités du tube à l'endroit du passage entre la région précontrainte et la région non précontrainte.

Grâce à la subdivision du moule interne qui peut s'élargir en une zone de forme tubulaire et une zone en forme de manchon, on obtient non seulement la condition préalable pour que la région du manchon soit précompactée séparément de la région tubulaire, par exemple pour y fixer les ancrages d'extrémités des organes de précontrainte longitudinaux avant de les soumettre à la précontrainte, mais, par exemple, également pour appliquer une plus forte précontrainte annulaire dans la région du manchon que dans la région tubulaire, pour éviter les dégâts dans cette région qui subit de plus fortes charges.Grace à la constitution particulière du coffrage interne dans la région du manchon, il est maintenant également possible de prévoir, dans la paroi interne du manchon annulaire, une chambre pour une bague d'étanchéité, ayant la forme d'une gorge annulaire, et telle que l'extrémité non évasée du tube puisse être totalement lisse sur sa surface extérieure et qu'il soit superflu de recourir à des interventions ultérieures pour obtenir des dimensions précises du manchon.

Cette possibilité permet d'obtenir la condition préalable pour que la bague d'étanchéité puisse être enfoncée dans cette chambre à garniture lors de la jonction entre-les tubes par refoulement radial.

La conséquence est qu'elle se comporte nettement mieux quand elle est soumise à des sollicitations durables dues à la charge d'utilisation et en raison de la compression radiale qu'une bague d'étanchéité disposée à l'extré- mité non évasée après avoir subi une dilatation préalable.

Du fait que la bague d'étanchéité est disposée dans le manchon et en raison de la forme à deux étages de l'extrémité non évasée, la réalisation de la liaison entre tubes se trouve simplifiée sur le chantier et la possibilité de couder la conduite tubulaire dans la région des liaisons se trouve améliorée.

L'enveloppe externe élastique peut être comprimée dans le sens de la réduction de son diamètre en soumettant la chambre de pression externe à la pression. Avantageusement, l'enveloppe élastique externe du moule est guidée en direction axiale par l'enveloppe externe rigide du moule, ce qui permet de prévoir des moyens pour limiter le refoulement.

La partie du moule interne servant au formage du manchon annulaire peut être déformée indépendamment de l'enveloppe élastique interne du moule.

Entre la partie servant au formage du manchon annulaire et l'enveloppe interne élastique du moule peut être disposé un disque de séparation de forme annulaire.

Pour former le manchon annulaire, il est possible de disposer, entre le disque de séparation et l'enceinte annulaire formée par la joue d'extrémité inférieure interne,un anneau en un matériau élastique déformable en direction radiale. Cet anneau ferme avantageusement une chambre de pression qui peut être soumise à un agent hydraulique et qui est formée par le disque de séparation, la joue d'extrémité et l'enveloppe interne rigide du moule.

En dehors de l'anneau extérieur, on peut disposer dans la chambre annulaire un anneau interne en un matériau élastique qui subdivise la chambre de pression. Les deux parties de la chambre de pression peuvent être soumises indépendamment l'une de l'autre à un agent hydraulique. On peut prévoir une butée pour limiter l'élargissement de l'anneau interne.

Pour limiter la déformation radiale de l'anneau externe, on constitue avantageusement, à l'intérieur de sa section transversale, une cavité de forme annulaire dans laquelle on dispose un anneau de guidage rigide disposant d'un jeu correspondant à la mesure de la déformation radiale.

La cavité peut être revêtue d'éléments en forme de segments annulaires qui sont solidaires au moins par une région partielle du matériau de l'anneau externe, par exemple par vulcanisation. La cavité ainsi que l'anneau de guidage ont avantageusement une section rectangulaire.

D'autres avantages essentiels de ce dispositif qui permet de prévoir des chambres de pression pouvant être soumises à un agent de pression hydraulique aussi bien dans le moule interne que dans le moule externe consistent dans le fait que l'on peut, d'une part, raccorder des pulsateurs hydrauliques à la chambre de pression externe et/ou à la chambre de pression interne, qui transmettent des oscillations à l'agent hydraulique destiné au compactage du béton frais et dans le fait que l'on peut chauffer le fluide hydraulique qui est envoyé dans les chambres de pression en vue de soumettre le béton frais à un traitement thermique.

Pour chauffer le fluide hydraulique, on peut disposer dans les chambres de pression des générateurs de chaleur tels que des résistances chauffantes électriques, des serpentins chauffants ou analogues. Il est alors possible d'encastrer dans le matériau de la partie#intérieure et/ou extérieure du moule des éléments formés à partir d'un matériau à forte conductivité thermique. Ce matériau peut être incorporé au matériau élastique sous forme d'agrégats finement répartis.

D'autres caractéristiques de l'invention et des détails concernant les avantages obtenus apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un tube de béton précontraint selon l'invention;
La figure 2 est une vue en coupe transversale du tube selon la ligne Il-Il de la figure 1;
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une jonction de tubes;
La figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un moule de coffrage destiné à réaliser un tube;
La figure 5 est une vue en coupe transversale du moule de coffrage suivant V-V de figure 4;
La figure 6 représente une partie de la section transversale de la figure 5, à plus grande échelle;;
La figure 7 est une vue en coupe longitudinale partielle du moule de coffrage de la figure 4, montrant l'armature du tube;
La figure 8 est un développement partiel de la périphérie du tube, représentant l'armature du tube;
La figure 9 est une vue à plus grande échelle de l'extrémité supérieure du moule de coffrage selon la figure ;
La figure 10 est une vue à plus grande échelle de l'extrémité inférieure de la figure 4;
Les figures 11 et 12 sont des vues de détail du moule interne dans la région du manchon annulaire, dans divers états de travail;
Les figures 13a à 13d représentent d'autres détails du moule interne, dans la région du manchon, dans divers états de travail, et
Les figures 14a à 14c sont des vues à plus grande échelle des positions prises par les composants lors de la réalisation d'une liaison entre tubes.

Le tube de béton précontraint (1) qui est représenté en coupe longitudinale et en coupe transversale sur les figures 1 et 2 est constitué par une partie cylindrique (1) dont l'extrémité libre est dénommée extrémité d'encastrement ou non évasée (3) alors que l'autre extrémité se termine par une partie dite en tulipe (4).

Comme il ressort de la figure 14a, la surface extérieure (5) de la partie cylindrique se termine, au niveau de la partie d'extrémité non évasée (3) par un biseau (6) en forme de tronc de cône et par une surface embrévée (7) de diamètre plus faible et concentrique à la surface (5), qui se prolonge également par un biseau (8) jusqu'à la surface frontale (9) du tube.

A l'extrémité en forme de tulipe (4) se trouve le manchon annulaire (10)comprenant le redan (11) qui est essentiel pour déterminer la longueur précise du tube, une chambre d'étanchéité annulaire (12) constituée sous forme d'une gorge annulaire, et la partie biseautée (13) du manchon qui se raccorde à la surface frontale de ce que l'on appelle l'embout (14) de la tulipe.

A l'intérieur du corps tubulaire sont disposées l'armature longitudinale (15) et l'armature annulaire (16) (figures 1 et 2).

La liaison entre deux tubes de béton précontraint constituée sous forme d'un joint à emboîtement est représentée sur la figure 3 et sur les figures 14a à 14c. On réalise la jonction en enfonçant un tube par sa partie d'extrémité non évasée (3) dans le manchon annulaire (10) du tube voisin. Dans la chambre d'étanchéité (12) est disposée et enfoncée une bague d'étanchéité (17) en caoutchouc ou en un matériau analogue, qui est d'abord bien engagée dans la chambre d'étanchéité annulaire (12) (figure 14b) lors de l'enfoncement de l'extrémité non évasée (3) dans le manchon annulaire, au moyen de la surface embrévée (7), puis comprimée en direction radiale à mesure qu'elle glisse sur cette surface, jusqu'à ce qu'elle ait atteint la position aplatie quand la liaison entre les tubes est complètement établie (figure 14c).

Le moule de coffrage (20) représenté sur les figures 4 à 6 est constitué par un moule interne (21) et par un moule externe (22). Le moule de coffrage (20) repose en position dressée sur des fondations (24), par l'interne diaire d'une sous-structure (23). Le moule interne (21) est constitué, de l'intérieur vers l'extérieur, par une enveloppe interne rigide (25), une chambre de pression interne (26) et une enveloppe interne élastique (27) qui s'élargit en direction radiale sur la totalité de sa longueur quand la chambre de pression (26) est soumise à un agent hydraulique, après avoir été rendue étanche sur ses côtés frontaux.L'enveloppe interne élastique est constituée en caoutchouc ou en un matériau de ce type, et elle doit avoir une épaisseur déterminant une déformation régulière et assurant l'étanchéité de la chambre de pression à ses extrémités frontales.

De manière analogue, le moule externe (22) est constitué par une enveloppe externe rigide (28), une chambre de pression externe (29) et une enveloppe élastique externe (30). A l'extrémité inférieure du moule de coffrage (20), l'enveloppe externe (28) s'adapte à la forme du pourtour de la tulipe du tube par une région élargie (31); de même, l'enveloppe élastique externe est également adaptée à la forme du tube à réaliser et à l'enveloppe externe rigide par une partie épaissie (32). En ce qui concerne les matériaux et les dimensions, les mêmes règles s'appliquent à l'enveloppe élastique externe et à l'enveloppe élastique interne.

Entre l'enveloppe élastique interne (27) et l'enveloppe élastique externe (30), est ménagé un espace intermédiaire (33) dans lequel on introduit le béton frais pour réaliser un tube. Les surfaces des enveloppes élastiques (27) et (30) tournées vers l'espace intermédiaire (33) forment ainsi le coffrage destiné aux surfaces périphériques interne et externe (18) ou (5) du tube.

L'enveloppe élastique externe (30) peut être refoulée en direction radiale par introduction d'un agent hydraulique tel que de l'eau dans la chambre de pression externe (29). Pour guider cette enveloppe élastique externe (29) en direction radiale, éviter la formation de bosses et limiter son refoulement, on dispose sur sa surface externe (34) qui est tournée vers la chambre de pression (29) des rails d'ancrage (36) fixés par exemple par un collage (35), dans lesquels passent des profilés (37) à section en T. Le refoulement de l'enveloppe élastique externe (30) n'est donc possible que jusqu'au moment où les ailes du profilé (37) viennent s'appliquer contre les extrémités externes des rails d'ancrage (36).

La partie élastiquement élargissable du moule interne (21) est subdivisée en deux parties, l'enveloppe élastique interne (27) ne s'étendant que d'une joue d'extrémité supérieure interne (38) jusqu'à un disque de séparation (39) situé à l'extrémité du tube où se trouve la tulipe, qui sépare la région de forme tubulaire du moule interne de la région (40) constituant le manchon annulaire. On expliquera cette dernière plus en détail en référence aux figures 10 à 12.

Le moule interne (21) est complété par une joue d'extrémité inférieure et interne (41) reposant sur la sousstructure (23). De manière correspondante, le moule externe (22) est également pourvu d'une joue d'extrémité supérieure et externe (42)#et d'une joue d'extrémité inférieure et externe (43). L'enveloppe élastique externe (30) peut se déplacer de façon étanche entre ces deux joues d'extrémité. Le moule externe (22) avec l'enveloppe rigide externe en une seule pièce (28) peut être retiré dans son ensemble du moule interne (21).

La constitution de l'armature longitudinale (15) et de l'armature annulaire (16) est représentée sur les figures 7 et 8. L'armature longitudinale (15) est constituée par des organes tendeurs individuels en forme d'épingles à cheveux (44), dont les portions de retour (45) se chevauchent mutuellement à 1 ' extrémité du tube qui est en forme de tulipe (figure 8). Les organes tendeurs longitudinaux (44) possèdent à leurs extrémités libres de petites têtes d'ancrage (46) enfoncées sur eux et au moyen desquelles ils sont ancrés sur un anneau de précontrainte (47).

En soulevant l'anneau de précontrainte (47) de la joue d'extrémité supérieure (38) ou (42) du moule de coffrage (20), ce résultat pouvant être obtenu par exemple par une traction exercée par des vis de précontrainte (48) ou hydrauliquement, on peut tendre les organes tendeurs longitudinaux (44). Lors de cette mise sous tension, ils sont déjà noyés dans le béton frais précompacté et ancrés à l'extrémité en forme de tulipe du tube dans la région de leurs portions de retour (45).

L'armature annulaire (16) est constituée par des spires individuelles (49) d'un fil de forte résistance, enroulé sur des machinés d'enroulement connues en soi autour d'éléments d'écartement pour former un ensemble constituant une cage d'armature. Les organes tendeurs longitudinaux (44) sont fixés sur le côté interne de cette cage d'armature.

Le moule de coffrage (20) est représenté à plus grande échelle sur les figures 8 et 9 dans la région de l'extrémité non évasée et de l'extrémité en forme de tulipe du tube. A côté du dispositif de guidage déjà décrit de l'enveloppe élastique externe (30) destiné à limiter le refoulement, les figures représentent également l'appui de 1 enveloppe élastique interne (27) réalisée dans ce cas en sens opposé sur un cylindre d'appui ajouré (50) s'appuyant sur 1 'enveloppe interne rigide (27) par 1' intermédiaire de cloisons (51).Lorsqu'on envoie dans la chambre de pression interne (26) un agent hydraulique tel que de l'eau, l'enveloppe élastique interne (27) peut se soulever du cylindre d'appui; quand cesse la pression de l'agent drau- ligue1 l'enveloppe élastique interne revient en appui contre le cylindre (50).

La figure 10 représente l'extrémité inférieure du moule de coffrage (20) qui est associée à l'extrémité en forme de tulipe du tube à réaliser. Ce qui est important en cet endroit est la constitution de la région (40) du moule interne formant le manchon annulaire du tube. Dans cette région, il est formé au moyen du disque de séparation de forme annulaire (39) de la région inférieure de l'enveloppe rigide interne (25) et de la joue d'extrémité inférieure interne (41) une chambre de forme annulaire (52) qui est fermée par rapport à l'espace creux (33) compris entre les parties du moule par un anneau élastiquement déformable ditmanchon principal (53). Entre le manchon principal (53) et l'enveloppe rigide interne (25) est disposé un autre anneau en un matériau élastiquement déformable dit manchon de centrage (54).Le manchon de centrage (54) subdivise l' > nceinte annulaire (52) en deux chambres de pression pouvant être soumises indépendamment l'une de l'autre à la pression, à savoir une chambre de pression (55) du manchon principal et une chambre de pression (56) du manchon de centrage. Quand on applique la pression à la chambre de pression (56) du manchon de centrage, le manchon de centrage (54) se déplace de façon étanche par ses surfaces latérales pour venir contre une butée (57). Quand la chambre de pression (56) du manchon de centrage n'est pas soumise à la pression, le manchon de centrage (54) s'applique contre son anneau d'appui (58).

Sur son côté extérieur tourné vers le tube à réaliser, le manchon principal (53) présente le profilé qui permet le formage de la forme interne du manchon annulaire.

Pour obtenir une forme précise, le profilage aux dimensions exactes du manchon principal (53) est effectué sur le tour en ayant recours à une pression d'élargissement élevée et appropriée entre matrice et manchon annulaire, de manière que les mesures prédéterminées du tournage puissent être obtenues à nouveau pour le moule du tube.

Comme on peut obtenir au moyen du manchon principal (53) non seulement le formage du manchon annulaire, mais également un précompactage du béton frais dans cette région du tube au moyen de vibrations, il faut que son mouvement radial s'effectue avec précision et soit limité.

Dans ce but, on constitue,à l'intérieur de la section sensiblement rectangulaire du manchon principal (53), une cavité (59) qui est fermée par des éléments en forme de segments rigides (60) noyés dans le matériau élastique du manchon principal (53). Les segments de guidage (60) sont constitués, de leur côté par des sections d'anneaux internes (61) des sections d'anneaux externes (62) ainsi que de plaques frontales (63) (figure 13a). A l'intérieur de la cavité (59) entourée par les segments (60) est disposé un anneau rigide de guidage (64), en acier et de section rectangulaire.

La fabrication d'un tube de béton précontraint selon le procédé de l'invention et dans un moule de coffrage selon l'invention s'effectue de la manière suivante.

Le moule externe (22) étant retiré, on commence par enfoncer sur le moule interne (21) la cage d'armature constituée par l'armature longitudinale (15) et l'armature annulaire (16). On met ensuite en place le moule externe (22) et on le verrouille. Dans le même temps, on établit les raccords nécessaires pour le courant, l'eau, etc...

Pendant le remplissage de l'espace intermédiaire (33) situé entre l'enveloppe élastique interne (27) et l'enveloppe élastique externe (30) au moyen du béton frais, ce dernier est compacté. On peut obtenir ce résultat de fa çon connue en utilisant un vibreur extérieur. Comme des chambres de pression pouvant être soumises à la pression d'un agent hydraulique dans le moule de coffrage selon l'invention sont prévues aussi bien dans la région du moule interne-que dans celle du moule externe, on peut parvenir au but désiré en raccordant aux chambres de pression des pulsateurs qui soumettent l'agent de pression à des vibrations. Ces dernières sont transmises directement au béton frais par l'intermédiaire des enveloppes élastiques (27) ou (30). On peut ainsi obtenir un compactage du béton frais qui est efficace et surtout peu bruyant.

Avant l'introduction du béton frais, l'enveloppe élastique externe (30) est refoulée par application d'une pression d'environ 6 bars dans la chambre de pression externe (29) pour parvenir à la situation convenant au bétonnage. En soumettant la chambre de pression (56) du manchon de centrage à la pression et en élargissant de façon correspondante le manchon de centrage (54), le manchon principal (53) est également amené à la position de bétonnage. Celle-ci est déterminée par la venue en butée du manchon de centrage contre la butée (57) . La position des segments de guidage (60) par rapport à l'anneau de guidage 464) est représentée sur la figure 10 et sur la figure 13b.

Après fermeture de l'espace intermédiaire (33) entre moule externe et moule interne, à la partie supérieure, au moyen d'une bague d'étanchéité qui n'est pas représentée, la partie cylindrique du tube est élargie par application de la pression dans la chambre de pression interne (26) et le manchon principal (53) est élargi en même temps par application de la pression dans la chambre de pression (55) de ce manchon principal à l'encontre de la contre-pression déjà établie par la mise sous pression de la chambre de pression externe (29) et par le refoulement de l'enveloppe élastique externe. L'application de la pression au moule interne peut atteindre une valeur de l'ordre de grandeur de 15 bars; en maintenant la contre-pression à un niveau constant, l'enveloppe élastique externe (30) peut être élargie de façon correspondante.

La pression d'élargissement du moule interne étant maintenue dans la région de la partie tubulaire du tube, le manchon principal est alors élargi au maximum pour parvenir à l'état précontraint (figures 11 et 13c) Cet état est atteint quand les parties annulaires internes (61) s'appliquent par leurs parois internes contre la paroi correspondante de l'anneau de guidage (64). Du fait de l'élargissement du manchon principal (53), l'armature annulaire (16) est non seulement précontrainte dans la région du manchon mais le béton est également compacté dans la région de ce manchon, ce qui fait que les portions de retour (45) des organes tendeurs (44) de l'armature longitudinale (15) sont fermement fixées, ce qui détermine leur ancrage.La pression étant maintenue dans la région tubulaire du tube, ces organes peuvent encore se déplacer longitudinalement par rapport au béton frais qui a été précompacté, ce qui fait qu'ils peuvent être mis sous tension au moyen de l'anneau de précontrainte (47). Ce n'est qu'après mise sous tension des organes tendeurs longitudinaux (44) que la partie tubulaire du tube est également élargie au maximum prévu.A ce moment, la pression régnant dans la chambre interne (26) est comprise entre environ 20 et 35 bars; la contre-pression dans la chambre de pression externe (29) est maintenue pendant ce temps
Après l'opération de précontrainte du tube, on passe à un traitement thermique pour accélérer la prise et le durcissement du béton, qui dure environ 4 à 5 heures, et peut être accéléré du fait que les agents hydrauliques contenus dans les chambres de pression peuvent être direc tement chauffés, par exemple en y incorporant des résistances chauffantes électriques, des serpentins chauffants ou analogues, qui ne sont pas représentés.On peut augmenter la conductivité thermique des enveloppes élastiques relativement épaisses du moule en incorporant dans le caoutchouc des particules d'un matériau de conductivité thermique plus élevée, ou que l'on ajoute au caoutchouc dès sa vulcanisation sous forme de granulats. On peut également prévoir, dans les enveloppes, des alésages radiaux unilatéraux dans lesquels peut être introduit l'agent de pression chauffé. Lorsque le béton a atteint la résistance à la pression qui a été décrite, on cesse d'appliquer la pression au manchon principal et au manchon de centrage ainsi que dans la partie tubulaire du tube.Grâce à l'élasticité du matériau du manchon de centrage et du manchon principal, ces derniers reviennent en appui contre l'anneau d'appui (58), ce qui fait que la saillie (65) du manchon principal qui forme également la chambre d'étanchéité annulaire (12) dans le manchon annulaire (10) du tube revient complètement en arrière (figures 12 et 13d). Dans cet état, les segments annulaires externes (62) des segments de guidage (60) s'appliquent contre la surface extérieure de l'anneau de guidage (64).

Ensuite, on peut retirer l'ensemble du moule externe (22) avec l'élément en béton qui reste solidaire des éléments tendeurs longitudinaux (44). On dégage alors les ancrages des éléments tendeurs longitudinaux (44) de l'anneau de précontrainte (47) et l'on cesse d'appliquer la pression dans le moule externe (22). Du fait de son élasticité, l'enveloppe élastique externe revient à sa position initiale à partir de sa position refoulée de bétonnage. Elle se dégage ainsi d'elle-même de la surface externe du tube, ce qui fait que l'on peut retirer le moule externe (22).

On peut ensuite procéder à une nouvelle opération de moulage.

Claims (30)

- REVENDICATIONS

1. - Procédé de fabrication de corps creux en béton précontraint en direction longitudinale et en direction annulaire, en particulier des tubes de béton précontraint, entre un moule interne (21) déformable en direction radiale et un moule externe (22) également déformable en direction radiale, procédé dans lequel l'armature annulaire (16) noyée dans le béton est soumise à une précontrainte par un élargissement radial des moules après précompactage du béton frais, par exemple par vibrage, caractérisé en ce que l'armature longitudinale est comprimée contre le béton frais précompacté..

2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de la précontrainte annulaire est appliquée avant la mise sous tension de l'armature longitudinale (15).

3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le béton frais est plus fortement compacté, avant la mise sous tension de l'armature longitudinale (15), dans la région des ancrages d'extrémités noyés dans le béton des éléments tendeurs longitudinaux (44) pouvant être mis sous tension par un côté, que dans la région restante du corps creux.

4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le béton frais est compacté pendant et/ou directement après son remplissage dans le moule, par vibrage, puis du fait de la pression produite par l'élargissement du moule interne (21) contre le moule externe (22).

5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moule externe (22) est soumis à une charge préalable avant l'élargissement du moule interne (21) pour constituer la contre-pression.

6. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la contre-pression exercée par le moule externe (22) est maintenue pendant l'élargissement du moule interne (21).

7. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une couche d'un matériau anti-corrosion tel qu'une pâte de résine époxy est appliquée sur le moule interne et/ou le moule externe avant l'introduction du béton, couche qui est enfoncée dans la surface du béton frais du fait de l'élargissement du moule interne.

8. - Corps creux en béton précontraint réalisé au moyen du procédé selon l'une quelconque des revendications l à 7, en particulier tube en béton précontraint (1) à éléments tendeurs longitudinaux et annulaires, caractérisé en ce que les éléments tendeurs longitudinaux (41) sont ancrés à une extrémité du corps creux au moyen d'éléments d'ancrage noyés dans le béton et peuvent être soumis à une tension à leur autre extrémité.

9. - Corps creux selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments tendeurs longitudinaux (44) sont constitués sous la forme d'épingles à cheveux, les portions de retour en forme de boucles (45) servant d'éléments d'ancrage.

10. - Corps creux selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments tendeurs longitudinaux (44) sont disposés de manière que les portions de retour en forme de boucles (45) se chevauchent mutuellement en direction annulaire du corps creux.

11. - Tube de béton précontraint selon l'une des revendications 8 à 10, constitué pour réaliser des liaisons de tubes comprenant une extrémité d'emboîtement non évasée (3) et une extrémité en forme de tulipe (4), caractérisé en ce que les portions de retour en forme d'épingles à cheveux (45) des éléments tendeurs longitudinaux sont disposés à l'extrémité en forme de tulipe (4) et en ce que les extrémités libres des éléments tendeurs longitudinaux (44) servant à la tension sont disposés à l'extrémité non évasée (3).

12. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, constitué par un moule interne (21) déformable en direction radiale, comprenant une chambre de pression interne (26) pouvant être soumise à la pression d'un agent hydraulique et constituée entre une enveloppe rigide interne (25) formée par exemple en acier et une enveloppe interne (27) élastiquement déformable et servant de coffrage pour le corps creux, et un moule externe également déformable en direction axiale, caractérisé en ce que le moule externe (22) est constitue par une enveloppe externe (28) rigide et en une seule pièce, par exemple en acier, et une enveloppe externe (30) élastiquement déformable et servant de coffrage pour le corps creux, par exemple en caoutchouc entre lesquelles est constituée une chambre de pression externe (29) pouvant être soumise à la pression d'un agent hydraulique.

13. - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enveloppe élastique interne (27) et l'enveloppe élastique externe (30) peuvent se déplacer librement en direction radiale sur la totalité de leur longueur.

14. - Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'enveloppe élastique externe (30) peut être refoulée de manière à diminuer de diamètre par application de la pression dans la chambre de pression externe (29).

15. - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'enveloppe élastique externe (30j est guidée en direction axiale par l'enveloppe rigide externe (28) et en ce que sont prévus des moyens pour limiter le refoulement.

16. - Dispositif selon l'une des revendications 12 à 1S, caractérisé en ce que la partie (40) du moule interne (21) servant au formage du manchon annulaire (10) peut se déformer indépendamment de l'enveloppe élastique interne (27).

17. - Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un disque de séparation de forme annulaire (39) est disposé entre la partie (40) servant au formage du manchon élastique et l'enveloppe élastique interne (27).

18. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'un anneau (53) en matériau élastique et déformable en direction radiale est disposé en vue de former le manchon annulaire (10) dans l'espace annulaire (52) constitué entre le disque de séparation (39) et la joue d'extrémité inférieure et interne (41).

19. - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'anneau (53) ferme une chambre de pression à laquelle peut être appliquée la pression d'un agent hydraulique et qui est définie par le disque de séparation (39), la joue d'extrémité (41) et l'enveloppe rigide interne (25).

20. - Dispositif selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce qu'un anneau interne (54) en matériau élastique et subdivisant la chambre de pression est disposé dans la chambre annulaire (52) à côté de l'anneau externe (53).

21. - Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les deux parties (52 ou 55) de la chambre de pression peuvent être soumises à la pression d'un agent hydraulique séparément l'une de l'autre.

22. - Dispositif selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce qu'une butée (57) est prévue pour limiter l'élargissement de l'anneau interne (54).

23. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, caractérisé en ce que pour limiter la déformation radiale de l'anneau externe (53), on prévoit une cavité de forme annulaire (59) constituée à l'inté- rieur de sa section, dans laquelle est disposé un anneau de guidage rigide (64) disposant d'un jeu correspondant à la mesure de la déformation radiale.

24. - Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que la cavité (59) est revêtue d'éléments (60) en forme de segments d'anneaux qui sont solidaires, au moins dans des régions partielles, du matériau de l'anneau externe (53), par exemple par vulcanisation.

25. - Dispositif selon la revendication 23 Ou 24, caractérisé en ce que la cavité (59) ainsi que l'anneau de guidage (54) présentent une section rectangulaire.

26. - Dispositif selon l'une des revendications 12 à 25, caractérisé en ce que des pulsateurs hydrauliques sont raccordés à la chambre de pression externe et/ou à la chambre de pression interne pour compacter le béton frais, pulsateurs qui soumettent l'agent hydraulique à des oscillations.

27. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 26, caractérisé en ce que l'agent hydraulique qui est appliqué aux chambres de pression peut être chauffé en vue du traitement thermique du béton frais.

28. - Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que des générateurs de chaleur tels que des résistances électriques chauffantes, des serpentins chauffants ou analogues sont disposés dans les chambres de pression en vue de chauffer l'agent hydraulique.

29. - Dispositif selon la revendication 270u 28,caractérisé en ce que des particules en un matériau de forte conductivité thermique sont noyés dans le matériau de l'enveloppe élastique interne (27) et/ou externe (30).

30. - Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'un matériau de plus forte conductivité thermique est ajouté au matériau élastique sous forme d'agrégats finement répartis.