FR2878271A1 - Element en beton precontraint, procede de realisation d'un element en beton precontraint et tube de frettage pour la realisation d'un element en beton precontraint - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un élément en béton précontraint comprenant au moins une armature de précontrainte (12) comportant au moins un élément filaire, et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 12'). L'élément en béton précontraint comporte en outre au moins un tube de frettage (16) qui entoure au moins une partie (12a) de l'armature de précontrainte (12). Une partie (14A) du béton (14) est présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12). L'invention concerne aussi un procédé de réalisation d'un tel élément en béton précontraint, ainsi qu'un tube de frettage pour la réalisation d'un tel élément en béton précontraint.

Description

2878271 1

Linvention concerne un élément en béton précontraint, en particulier par pré-tension, comprenant au moins une armature de précontrainte comportant au moins un élément filaire, et un béton enrobant ladite armature de précontrainte, un procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint et un tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint.

Pour toute la suite, le terme de béton se rapporte à un matériau apte à être coulé et qui présente des caractéristiques mécaniques après durcissement qui lui permettent d'être précontraint. Le béton est généralement un matériau qui résiste bien à la compression, mais difficilement à la traction. Le béton comporte généralement des granulats dont la taille est variable selon son utilisation et éventuellement des fibres métalliques, minérales et/ou organiques. Pour son utilisation particulière en tant que béton précontraint, la taille moyenne de ses granulats se situe généralement entre 0,2 mm et 15 mm.

Les éléments en béton précontraint par pré-tension sont généralement utilisés dans le génie civil, et en particulier, dans la construction de structures ou d'habitations pour leurs propriétés de résistance mécanique.

Les éléments en béton précontraint sont réalisés à l'aide d'au moins une armature de précontrainte comportant au moins un élément filaire adhérant dans le béton. Pour obtenir la précontrainte des éléments en béton, on applique généralement une contrainte à l'armature de précontrainte avant coulée ou durcissement du béton. La force de précontrainte est alors transmise au béton après durcissement de ce dernier, lors du relâchement de l'armature de précontrainte, par des mécanismes de frottement et d'adhérence, accompagnés de gonflement de l'armature par effet Poisson .

Cependant, lors de la mise en précontrainte, il arrive que les forces radiales autour des armatures de précontrainte qui accompagnent le glissement et le gonflement des armatures dans la zone d'établissement de la précontrainte, conduisent à une fissuration longitudinale des éléments. Cette fissuration apparaît généralement le long des armatures de précontraintes et est en conséquence préjudiciable à la diffusion de la précontrainte dans le béton; cette fissuration peut même conduire à la ruine de l'élément. Cette fissuration apparaît d'autant plus que les 2878271 2 éléments en béton précontraint sont minces, c'est-à-dire que l'enrobage en béton qui entoure l'armature de précontrainte est de faible épaisseur.

En effet, dès lors que le béton n'est plus adhérent à l'armature de précontrainte, la force de précontrainte ne peut plus être transmise de cette dernière au béton.

Le problème de l'invention est de réaliser une mise en précontrainte sûre, c'est-à-dire en évitant la propagation de fissures au sein du béton, y compris lorsque l'enrobage des armatures de précontraintes est très réduit.

Selon un premier aspect de l'invention, le problème de l'invention est résolu en fournissant un élément en béton précontraint qui comporte en outre au moins un tube de frettage qui entoure au moins une partie de l'armature de précontrainte, et qui présente une partie du béton entre ledit tube de frettage et l'armature de précontrainte.

Ainsi, lors de la mise en précontrainte de l'élément en béton, le tube de frettage peut confiner une partie des contraintes liées aux déformations radiales qui se propagent au sein du béton au voisinage de l'extrémité considérée de l'élément en béton.

Le tube de frettage entoure au moins une partie de l'armature de précontrainte enrobée de béton, de sorte que lors de la mise en précontrainte de l'élément en béton, le tube de frettage puisse confiner une partie des contraintes liées aux déformations radiales qui se propagent au sein du béton à cause du gonflement des armatures dans la zone d'établissement de la précontrainte.

Le tube de frettage est de préférence disposé au voisinage d'une extrémité de l'armature de précontrainte enrobée de béton, de sorte qu'une des extrémités du tube de frettage arrive au ras du béton.

De préférence, l'élément de béton comporte un tube de frettage à chacune des deux extrémités de l'armature de précontrainte.

En fait, le tube de frettage joue le rôle de barrière au sein du béton; il empêche les contraintes radiales de se propager au-delà du tube, maintenant ainsi cette zone de béton en deçà du seuil de fissuration, même lorsque son épaisseur est mince, voire nulle. Le tube de frettage limite, par confinement, les déformations radiales à l'intérieur du tube et empêche ainsi l'émergence de contraintes tangentielles au voisinage de 2878271 3 l'armature de précontrainte, ces dernières étant source de fissuration radiale le long de cette dernière.

L'armature de précontrainte étant généralement sensiblement cylindrique, le tube de frettage est préférentiellement cylindrique, de sorte qu'il puisse encaisser de manière axisymétrique les efforts qui se propagent radialement. En outre, le tube de frettage est préférentiellement placé de sorte qu'il entoure coaxialement la partie de l'armature de précontrainte, pour qu'il joue son rôle de barrière et d'absorbant de manière axisymétrique.

De manière à limiter les contraintes qui se développent le long de l'armature de précontrainte, le tube de frettage présente préférentiellement une longueur au moins égale à 5% de la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton. La longueur du tube de frettage est préférentiellement comprise entre 25% et 50% de la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton. De part l'effet de confinement, la présence même du tube de frettage tend à réduire la longueur de transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte et le béton.

Le tube de frettage présente préférentiellement une surface ayant une rugosité comprise entre 150 pm et 5 mm.

En fait, plus l'adhérence entre le béton et le tube de frettage est élevée, meilleure sera la transmission des forces longitudinales de précontrainte du béton enrobant directement l'armature précontrainte au tube de frettage, et du tube de frettage au béton situé autour du tube de frettage (autour de la face extérieure de ce dernier). En conséquence, le tube de frettage absorbe mieux les efforts et limite donc mieux les contraintes au sein du béton.

Préférentiellement, la surface intérieure du tube de frettage présente une rugosité telle que précitée, de sorte que le béton qui se trouve entre le tube de frettage et l'armature de précontrainte, adhère bien au tube de frettage.

Lorsqu'il est prévu que le béton enrobe en outre ledit tube de frettage, on comprend qu'il est préférable que la surface extérieure du tube de frettage présente, elle aussi, une rugosité comprise entre 150 pm et 5 mm.

2878271 4 Selon un deuxième aspect de l'invention, le problème est résolu en fournissant un procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint à l'aide d'un tube de frettage dans lequel les étapes suivantes sont réalisées: - disposition de l'armature de précontrainte, mise en tension de l'armature de précontrainte, - disposition d'au moins un tube de frettage autour d'au moins une partie de l'armature de précontrainte, - coulage du béton de telle manière qu'une partie du béton soit présente entre ledit tube de frettage et l'armature de précontrainte, et - mise en précontrainte du béton par relâchement de l'armature de précontrainte après durcissement du béton.

On dispose de préférence, un tube de frettage à chaque extrémité de 15 l'armature de précontrainte.

En plus de la disposition de l'armature de précontrainte, des peignes d'extrémité peuvent être mis en place autour de cette dernière et ajustés lors de la mise en tension de l'armature de précontrainte de manière connue.

En outre, des moules ou coffrages peuvent être mis en place pour le coulage du béton.

Après la mise en précontrainte du béton, l'armature de précontrainte, ainsi que le tube de frettage qui dépasse éventuellement du béton, sont découpés à chaque extrémité du béton.

Selon un troisième aspect de l'invention, le problème est résolu en fournissant un tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint qui est apte à entourer au moins une partie de l'armature de précontrainte, et qui présente un diamètre intérieur qui permet à une partie du béton d'être présente entre ledit tube de frettage et l'armature de précontrainte.

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention représentés à titre d'exemples non limitatifs.

La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1A représente une vue en coupe longitudinale d'un élément en béton précontraint selon l'invention, 2878271 5 - la figure 1B représente l'élément en béton précontraint de la figure 1A selon la flèche IB, - la figure 1C représente de manière schématique la transmission de la force de précontrainte entre l'armature de précontrainte 5 et le béton, - les figures 2A à 2D représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon un premier mode de réalisation et dans une première variante, - la figure 2E représente une vue en coupe du coulage du béton selon le premier mode de réalisation, selon une autre variante, - la figure 2F représente une vue en coupe du coulage du béton selon le premier mode de réalisation, selon une autre variante, - les figures 2G à 2I représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le premier mode de réalisation et dans une autre variante, - les figures 3A à 3G représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon un deuxième mode de réalisation et dans une première variante, - la figure 3H représente une vue en coupe du coulage du béton selon le deuxième mode de réalisation, selon une autre variante, - les figures 3I à 3L représentent une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante, - la figure 4A représente une vue en coupe du procédé de 25 réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante, et - la figure 4B représente une vue en coupe du procédé de réalisation d'un élément de béton précontraint selon le deuxième mode de réalisation et dans une autre variante.

Les figures 1A et 1B représentent un élément en béton précontraint 10 qui comporte une armature de précontrainte 12 et un béton 14 qui enrobe l'armature de précontrainte 12. Un tube de frettage 16 est disposé autour d'une partie 12A de l'armature de précontrainte 12, au voisinage d'une de ses extrémités 12E enrobées de béton 14. En l'espèce, l'élément en béton précontraint 10 comporte deux tubes de frettage 16 par armature de précontrainte 12; en fait, un tube de frettage 16 est disposé 2878271 6 autour d'une partie 12A de l'armature de précontrainte 12, à chacune des ses deux extrémités 12E enrobées de béton 14.

En l'espèce, chaque tube de frettage 16 est un cylindre de révolution qui est disposé de manière coaxiale autour de la partie 12A de l'armature de précontrainte 12 elle-même cylindrique. En fait, les axes respectifs Al2 et A14 de l'armature de précontrainte 12 et du tube de frettage 16 sont confondus.

Comme précité, l'élément en béton précontraint peut comporter un ou plusieurs tubes de frettage disposés autour de l'armature de précontrainte, de préférence un à chaque extrémité de l'armature de précontrainte; en conséquence, comme les tubes de frettage disposés autour d'une armature de précontrainte 12 sont de préférence identiques, pour toute la suite, on ne décrit qu'un seul tube de frettage 16 et la mise en place en place d'un seul tube de frettage. De la même manière, l'élément de béton peut comporter plusieurs armatures de précontrainte 12, qui sont chacune entourées d'un ou de plusieurs tubes de frettage, mais on se limite à la description d'une seule armature de précontrainte 12.

Le béton 14 de l'élément en béton précontraint 10 est agencé de sorte qu'une partie du béton 14A enrobe l'armature de précontrainte 12 en étant présente entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, une partie du béton 14B enrobe l'armature de précontrainte 12 au-delà du tube de frettage 14, et une partie du béton 14C enrobe le tube de frettage 16.

De préférence, le tube de frettage 14 est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur Di qui est supérieur au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12, de 10 mm à 20 mm ou de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton.

L'arrriature de précontrainte 12 comporte généralement au moins un élément filaire 12'. De préférence, l'armature de précontrainte 12 comporte plusieurs éléments filaires; en l'espèce, elle se présente sous la forme d'un toron.

Par exemple, sur la figure 1B, l'armature de précontrainte 12 est un toron à sept fils 12', dont le diamètre extérieur D12 est égal à 9,3 mm et le diamètre intérieur Di du tube de frettage 14 est égal à 23 mm. En 2878271 7 conséquence, la différence entre le diamètre intérieur Di du tube de frettage 14 et le diamètre extérieur D12 est de 13,7 mm.

La longueur L16 du tube de frettage 16 est, par exemple, sensiblement égale à 185 mm, ce qui correspond à environ 50% de la longueur de transmission de force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14 pour un béton à haute performance et pour une armature de type toron à 7 fils, le toron ayant un diamètre moyen de 9,3 mm.

En effet, pour un béton haute performance, par exemple de résistance caractéristique voisine de 60 MPa, la longueur L de transmission de la force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14 (illustrée sur la figure 1C) pour des torons tendus à environ 1400 MPa, est d'environ quarante fois le diamètre de l'armature de précontrainte 12, soit de l'ordre de 37 cm.

La longueur L de transmission de la force de précontrainte f entre l'armature de précontrainte 12 et le béton 14, illustrée sur la figure 1C, correspond à la distance au-delà de laquelle la force de précontrainte f est entièrement transmise au béton 14, après relâchement de l'armature de précontrainte 12, par des mécanismes de frottement et d'adhérence accompagnés de gonflement de l'armature de précontrainte 12 par effet Poisson . Cette longueur L de transmission est d'autant plus courte que la résistance au béton est élevée, et que la force relâchée est faible.

De préférence, le diamètre extérieur De du tube de frettage 16 est choisi en fonction de la résistance du matériau qui le constitue, de façon à assurer la tenue du tube de frettage 16 face aux forces radiales, lors de la mise en précontrainte. En fait, le tube de frettage 16 doit résister à des contraintes de traction tangentielles, et doit pouvoir reprendre au minimum 10 % de l'effort de traction dans l'armature de précontrainte 12.

Ainsi, en reprenant l'exemple du toron 12 à sept fils 12' tendus à 1400 MPa, si on choisit un tube de frettage 16 en acier E24, il est préférable que ce dernier présente une épaisseur d'environ 1,5 mm. En conséquence, le diamètre extérieur De du tube de frettage 16 est d'environ 26 mm.

Un tel tube de frettage 16 présente de préférence une surface intérieure Si et une surface extérieure Se qui ont une rugosité R de l'ordre de 0,5 mm pour obtenir une bonne adhérence du béton 14. Ces surfaces 2878271 8 intérieure Si et extérieure Se peuvent être rendues rugueuses par usinage, par exemple par filetage, moletage, grenaillage, sablage, etc....

La réalisation d'un tel élément de précontrainte 10 en utilisant un tube de frettage 16 tel que précité, s'effectue en réalisant les étapes suivantes: on dispose au moins une armature de précontrainte 12, -on met l'armature de précontrainte 12 en tension, - on dispose un tube de frettage 16 autour d'au moins une partie 12A de l'armature de précontrainte 12, - on coule du béton 14 de telle manière qu'une partie 14A du béton 14 soit présente entre ledit tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, et - après durcissement du béton 14, 14A, on met le béton 14, 14A en précontrainte en relâchant l'armature de précontrainte.

On comprend qu'un autre tube de frettage est disposé si nécessaire à l'autre extrémité 12E de l'armature de précontrainte 12 de la même manière, comme illustré sur la figure 1A.

Pour réaliser un élément béton précontraint comportant deux tubes de frettage 16 autour de chaque armature de précontrainte 12, on dispose à chacune des deux extrémités 12E de cette dernière, un tube de frettage 16. Le tube de frettage 16 est mis en place de préférence au voisinage de chaque extrémité 12E de l'armature de précontrainte 12 qui est enrobée de béton.

La réalisation d'un élément en béton précontraint qui comporte deux tubes de frettage par armature se fait de manière analogue à celle d'un élément en béton précontraint qui n'en comporte qu'un, en disposant un tube de frettage à chaque extrémité. En conséquence, la mise en place d'un seul tube de frettage est décrite.

La mise en place du tube de frettage 16 peut être effectuée de deux 30 manières différentes.

Selon un premier mode de réalisation du procédé, illustré sur les figures 2A à 2I, le tube de frettage est disposé autour de l'armature de précontrainte avant le coulage du béton à une de ses deux extrémités 12E.

Dans ce premier mode de réalisation, on dispose l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 2A; l'armature de 2878271 9 précontrainte 12 peut éventuellement être maintenue à l'aide de moyens connus 11, comme représentés sur la figure 2A.

On dispose ensuite des moyens de maintien en position de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, ainsi qu'un moule 26.

De préférence, préalablement à la mise en précontrainte de l'armature 12, on enfile les moyens de maintien et le tube de frettage autour de l'armature de précontrainte pour pouvoir les disposer comme il convient après la mise en précontrainte de l'armature.

Ces moyens de maintien en position peuvent, comme illustrés sur les figures 2B et 2C, être un manchon 18 qui est emmanché autour de l'armature de précontrainte 12. Son dimensionnement est tel qu'il permet une bonne mise en place et un bon maintien du tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12. En l'espèce, le manchon 18 présente un diamètre intérieur D18i sensiblement égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12 avant mise en tension (aux tolérances près d'emmanchement habituelles), tandis que son diamètre extérieur D18e est sensiblement égal au diamètre intérieur Di du tube de frettage 16. La longueur L18 du manchon 18 est choisie en fonction du diamètre intérieur Di du tube de frettage 16, pour éviter un débattement de ce dernier et un bon maintien en place autour de l'armature de précontrainte 12. De préférence, la longueur L18 du manchon 18 est égale à environ deux fois le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16.

Dès lors, que le tube de frettage 16 est mis en place et maintenu de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, le coulage du béton 14 est effectué de manière qu'une partie du béton 14B enrobe l'armature de précontrainte 12 et qu'une partie 14A du béton comble l'espace 22 existant entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.

Il peut être prévu d'enrober aussi le tube de frettage 16 avec une partie de béton 14C, en disposant l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14, de manière ad hoc dans un moule 26, comme illustré sur la figure 2D.

Généralement, le coulage du béton se fait de manière transversale à 35 l'axe longitudinal Al2 de l'armature. En l'espèce, le coulage s'effectue sensiblement verticalement dans le sens des flèches F', tandis que 2878271 10 l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14 sont disposés sensiblement horizontalement.

Afin de limiter la présence de cavités au sein du béton 14A, situé entre l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 16, qui sont préjudiciables à sa tenue et à sa bonne adhérence contre l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 16, un pompage par dépression du béton peut être effectué.

A cet effet, les moyens de maintien comportent préférentiellement des moyens d'aération, du type évent ou orifice, etc. pour le pompage par dépression du béton. Par exemple, en référence aux figures 2B à 2F, les moyens d'aération, en l'espèce un orifice 21, est prévu débouchant dans le manchon 18.

En fait, le peigne qui est généralement disposé autour de l'armature de précontrainte pour retenir le béton, peut dans ce cas jouer le rôle du 15 manchon 18.

Généralement, le coulage du béton se fait de manière transversale à l'axe longitudinal Al2 de l'armature. En l'espèce, le coulage s'effectue sensiblement verticalement dans le sens des flèches F' illustrées sur la figure 2D, tandis que l'armature de précontrainte 12 et le tube de frettage 14 sont disposés sensiblement horizontalement.

Selon une autre variante, illustrée sur les figures 2E à 2I, le béton peut être mis en place dans la même direction que l'axe longitudinal Al2 de l'armature de précontrainte 12.

Dans ce cas, lorsque l'armature de précontrainte 12 est disposée horizontalement, il peut être injecté, comme illustré sur la figure 2E; lorsque l'armature de précontrainte 12 est disposée verticalement, il peut être coulé verticalement, comme illustré sur la figure 2F. Le coulage ou l'injection du béton se fait alors de préférence selon les flèches F', par l'espace 24 disponible entre le tube de frettage 16 et un moule 26 et/ou par un des évents prévus dans le manchon 18, comme illustré sur les figures 2E ou 2F.

Selon une autre variante, les moyens de maintien en position peuvent se présenter sous la forme d'un anneau 20 disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, de manière à pouvoir maintenir le tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur les figures 2G à 2I.

2878271 11 Dans ce cas, l'anneau 20 est emmanché sur le tube de frettage 16. En l'espèce, l'anneau 20 présente un diamètre intérieur D20i sensiblement égal au diamètre extérieur De du tube de frettage 16 (aux tolérances près d'emmanchement habituelles). La longueur L20 de l'anneau 20 est choisie en fonction de la longueur L16 du tube de frettage 16, pour éviter un débattement de ce dernier et un bon maintien en place autour de l'armature de précontrainte 12. De préférence, la longueur L20 de l'anneau 20 est égale à environ deux fois le diamètre extérieur De du tube de frettage 16.

Le coulage le long de l'axe de l'armature (disposé sensiblement verticalement) ou l'injection du béton se fait alors préférentiellement par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 2I.

On peut aussi prévoir un coulage du béton transversalement à l'axe de l'armature de précontrainte 12. Dans ce cas, un peigne (non représenté) est disposé à l'Intérieur du tube de frettage 16 pour empêcher l'écoulement du béton 14 hors du coffrage, par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.

Quelle que soit la variante, après durcissement du béton 14, les 20 moyens de maintien, en l'espèce le manchon 18 ou l'anneau 20, sont retirés.

Après avoir réalisé ces différentes étapes, la mise en précontrainte du béton est obtenue en relâchant la contrainte de l'armature de précontrainte, de sorte qu'on obtient un élément en béton précontraint tel que représenté sur la figure 1A.

Selon un deuxième mode de réalisation du procédé, illustré sur les figures 3A à 3L, 4A et 4B, le tube de frettage est disposé autour de l'armature de précontrainte après le coulage du béton.

Dans ce deuxième mode de réalisation, on dispose l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3A, ainsi qu'un peigne 27 disposé de manière connue autour de l'armature de précontrainte pour retenir le béton, pouvant dans ce cas jouer le rôle du manchon 30; puis, on coule le béton 14. L'armature de précontrainte 12 peut éventuellement être maintenue à l'aide de moyens connus 11 représentés schématiquement sur les figures 3A et 3B, de manière à garantir un 2878271 12 enrobage régulier autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3B.

En se référant à la figure 3C, dès le coulage du béton 14 effectué, et avant qu'il n'ait durci, on insère le tube de frettage 16 dans le béton 14 de manière à le mettre en place coaxialement autour de l'armature de précontrainte 12, en le faisant pénétrer au sein du béton par exemple dans le sens de la flèche F. Pour garantir une mise en place du tube de frettage 16 de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, des moyens de guidage peuvent être prévus. De préférence, préalablement à la mise en précontrainte de l'armature 12, on enfile les moyens de guidage et le tube de frettage 16 autour de l'armature de précontrainte 12, pour pouvoir les disposer comme il convient après la mise en précontrainte de l'armature.

Ces moyens de guidage peuvent se présenter sous une forme d'un manchon 30 emmanché autour de l'armature de précontrainte 12 au niveau d'une extrémité libre 13 qui n'est pas enrobée de béton 14, comme illustré sur la figure 3D. De préférence, le manchon 30 est emmanché autour de l'armature de précontrainte 12 de manière adjacente jusqu'au ras de l'enrobage en béton 14.

Le dimensionnement du manchon 30 est choisi de manière que son diamètre intérieur D30i soit sensiblement égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte 12 avant mise en tension (aux tolérances près d'emmanchement habituelles), tandis que son diamètre extérieur D30e est légèrement inférieur ou égal au diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 de manière à permettre un glissement du tube de frettage 16 sur le manchon 30.

Le tube de frettage 16 est alors amené en regard du manchon 30, comme illustré sur la figure 3E, puis on fait coulisser le tube de frettage 16 sur le manchon 30 fixe, en faisant glisser sa surface intérieure Si contre la surface extérieure S30 du manchon 30, dans le sens de la flèche F, jusqu'à l'insertion désirée (pénétration totale ou partielle) du tube de frettage 16 dans le béton 14.

Quel que soit le mode envisagé, lorsque l'insertion se fait de manière partielle, c'est-à-dire que le tube de frettage présente une longueur supérieure à la longueur qui doit être insérée dans le béton, après insertion dans le béton et durcissement de ce dernier, la portion du tube 2878271 13 de frettage qui dépasse hors du béton peut être découpée, ainsi que l'extrémité libre de l'armature.

Ainsi, après durcissement du béton 14, le manchon 30 est retiré, onrelâche la tension dans l'armature de précontrainte 12, on retire le coffrage 26. De préférence, on découpe au ras du béton 14, la portion du tube de frettage qui dépasse éventuellement hors du béton, ainsi que l'extrémité libre 13 de l'armature de précontrainte 12.

Comme illustré sur la figure 3F, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 est choisi de manière que le tube de frettage 16 puisse pénétrer de manière fluide dans le béton 14 et que ce dernier ne s'écarte pas de l'armature de précontrainte 12, en laissant un espace libre 22 entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.

L'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12 doit finalement être occupé par le béton 14, comme 15 illustré sur la figure 3G.

On comprend que l'occupation de cet espace 22 dépend de sa taille et du type de béton 14. En fait, comme décrit précédemment, les diamètre intérieur Di et extérieur De du tube de frettage 16 doivent être choisis en fonction du matériau qui le constitue pour pouvoir résister aux contraintes qu'il subira après la mise en précontrainte du béton et pour qu'il puisse jouer son rôle au sein de l'élément de précontrainte. Cependant, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 doit aussi être choisi en fonction du type de béton 14 enrobant l'armature de précontrainte 12, en particulier en fonction de la viscosité du béton 14.

Comme précédemment décrit, le diamètre intérieur Di du tube de frettage 16 peut par exemple, être choisi en fonction de la taille moyenne des granulats présents dans le béton 14 ou être supérieur au diamètre D12 de l'armature de précontrainte 12, de 10 mm à 20 mm.

Le manchon peut aussi être mobile avec le tube de frettage, comme illustré sur la figure 3H. Dans ce cas, le manchon 30' qui présente de préférence un évent 21, est emmanché sur une portion intérieure du tube de frettage 16 et est apte à coulisser avec lui le long de l'axe Al2 de l'armature de précontrainte 12. En l'espèce, le manchon 30' présente un diamètre intérieur D30'i légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur D12 de l'armature de précontrainte. L'ensemble manchon/tube de frettage est alors coulissé jusqu'à la pénétration désirée du tube de 2878271 14 frettage 16 dans le béton 14. La forme et les dimensions du manchon sont choisies d'une part, pour que ce dernier puisse être retiré à la fin de la mise en place du tube de frettage et/ou après durcissement du béton, et d'autre part, pour qu'il ne remplisse pas l'espace 22 dans le tube de frettage 16 qui est destiné à être occupé par le béton 14A.

Selon une autre variante, les moyens de guidage peuvent se présenter sous la forme d'un anneau 32 disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3I, de manière à pouvoir mettre en place le tube de frettage 16 coaxialement autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur les figures 3J à 3L. Dans ce cas, le tube de frettage 16 coulisse dans le sens de la flèche F à l'intérieur de l'anneau 32.

Pour que la surface extérieure De du tube de frettage 16 puisse coulisser à l'intérieur de l'anneau 32 fixe, en glissant contre la surface intérieure S32 de ce dernier, comme représenté sur les figures 3J et 3K, l'anneau 32 présente un diamètre intérieur D32i légèrement supérieur ou égal au diamètre extérieur De du tube de frettage 16. L'anneau 32 est disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12 au niveau de l'extrémité libre 13 qui n'est pas enrobée de béton 14, au ras du béton.

À la fin de la mise en place du tube de frettage 16 dans le béton 14, le tube de frettage 16 se trouve disposé de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, comme illustré sur la figure 3K.

Les mêmes contraintes dimensionnelles du tube de frettage 16 telles que précitées, sont à respecter comme pour la première variante, afin de s'assurer qu'une partie 14A du béton reste présente dans l'espace 22 qui existe entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.

Il peut être prévu que ce soit le coffrage 26 qui présente directement une ouverture cylindrique ayant les caractéristiques dimensionnelles précitées pour permettre un coulissement du tube de frettage dans le béton au travers de cette ouverture.

En outre, pour éviter l'écoulement du béton par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12, il peut être nécessaire de disposer un peigne (non représenté) entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12 après mise en place du tube de frettage 16 dans le béton frais.

2878271 15 Il peut- être prévu, pour garantir un meilleur guidage, que l'on dispose à la fois un manchon 30 et un anneau 32 tels que précités. Dans ce cas, le guidage du tube de frettage 16 s'effectue à la fois par glissement de sa surface intérieure Si contre la surface extérieure S30 du manchon 30 fixe, et par glissement de sa surface extérieure Se contre la surface intérieure S32 de l'anneau 32 fixe, comme illustré sur la figure 4A.

Comme pour le premier mode de réalisation, après avoir effectué le coulage du béton 14, les moyens de guidage, en l'espèce le manchon 30 et/ou l'anneau 32, sont retirés, et la mise en précontrainte du béton est effectuée en- relâchant la tension de l'armature de précontrainte, de sorte qu'on obtient un élément en béton précontraint tel que représenté sur la figure 1A.

Il peut être prévu que ces moyens de guidage coulissent avec le tube de frettage. La figure 4B illustre une telle variante, dans laquelle un élément de guidage 31, présentant un évent 21 tel que précité, est emmanché sur une portion extérieure du tube de frettage 16. Comme décrit précédemment, les dimensions de cet élément de guidage 31 sont choisies pour permettre un coulissement autour de l'armature de précontrainte et une mise en place de manière coaxiale autour de cette dernière, du tube de frettage dans le béton. L'élément de guidage 31 permet en outre d'éviter l'écoulement du béton hors du coffrage par l'espace 22 disponible entre le tube de frettage 16 et l'armature de précontrainte 12.

Quel que soit le procédé (mise en place du tube de frettage avant ou après coulage du béton) et quelle que soit la variante (anneau et/ou manchon) retenus, les moyens de maintien et les moyens de guidage sont préférentiellement des éléments de révolution et sont disposés de manière coaxiale autour de l'armature de précontrainte 12, c'est-à-dire que leur axe de révolùtion est confondu avec l'axe de l'armature de précontrainte 12.

De préférence, les peignes, moules et éléments de guidage ou de maintien sont retirés après la mise en précontrainte du béton.

Les surfaces utiles (surface intérieure et/ou surface extérieure) de ces moyens de maintien ou de guidage présentent toutes les caractéristiques dimensionnelles en terme d'ajustement et d'état de surface qui sont généralement prévues de manière connue, pour réaliser 2878271 16 des maintiens par emmanchement ou respectivement des mises en place par glissement de surfaces.

Claims (3)

17 REVENDICATIONS

1. Elément en béton précontraint comprenant au moins une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (12'), et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 121, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un tube de frettage (16) qui entoure au moins une partie (12a) l'armature de 10 précontrainte (12, 12r), et en ce qu'une partie (14A) du béton (14) est présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12').

2. Elément selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un tube de frettage (16) à chaque extrémité (12E) de 15 l'armature de précontrainte (12, 12'}.

3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite armature de précontrainte (12, 12') et ledit tube de frettage (16) sont cylindriques et en ce que ce dernier entoure coaxialement la partie (12a) de ladite armature de précontrainte (12, 12 .

4. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12') entourée par le tube de frettage (16) présente une longueur (L16) au moins égale à 5% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f) entre l'armature de précontrainte (12, 12') et le béton (14).

5. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12') entourée par le tube de frettage (16) présente une longueur (L16) sensiblement comprise entre 25% et 50% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f) entre l'armature de précontrainte (12, 12') et le béton (14).

6. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de 10 mm à 20 mm.

2878271 18 7. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) est un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton (14).

8. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une surface (Se, Si) ayant une rugosité (R) comprise entre 150 pm et 5 mm.

9. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie du béton (14C) enrobe en outre ledit tube de frettage (16).

10. Procédé de réalisation d'un élément en béton précontraint comprenant au moins une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (12'), et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 121 caractérisé en ce que les étapes suivantes sont réalisées: - disposition de l'armature de précontrainte (12, 121, - mise en tension de l'armature de précontrainte (12, 121, disposition d'au moins un tube de frettage (16) autour d'au moins une partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12'), - coulage du béton (14) de telle manière qu'une partie (14A) du béton (14) soit présente entre ledit tube de frettage (16) et 25 l'armature de précontrainte (12, 12'), et - mise en précontrainte du béton (14, 14A) par relâchement de l'armature de précontrainte après durcissement du béton (14, 14A).

11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on 30 dispose un tube de frettage (16) à chaque extrémité (12E) de l'armature de précontrainte (12, 12').

12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) est disposé autour de l'armature de précontrainte (12, 12') avant le coulage du béton (14).

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on dispose en outre des moyens de maintien en position (18; 20) pour 2878271 19 maintenir le tube de frettage (16) en position coaxiale autour de la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12'), lors du coulage du béton (14).

14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'on enrobe l'armature de précontrainte (12, 12') et ledit tube de frettage (16), en coulant le béton (14) autour dudit tube de frettage (16) , et entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12') .

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'on effectue un pompage par dépression du béton (14) et en que les moyens de maintien en position (18; 20) comportent des moyens d'aération (21) pour le pompage par dépression du béton (14).

16. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) est disposé autour de l'armature de précontrainte (12, 12') après le coulage du béton (14).

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on dispose en outre des moyens de guidage (30; 30' ; 31; 32) pour guider le tube de frettage (16) lors de sa mise en place dans le béton (14) de manière coaxiale autour de la partie (12a) de l'armature de précontrainte (12, 12').

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de guidage (30) présentent une surface extérieure (S30) qui permet un guidage du tube de frettage (16).

19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les 25 moyens de guidage (32) présentent une surface intérieure (S32) qui permet un guidage du tube de frettage (16).

20. Tube de frettage pour la réalisation d'un élément en béton précontraint comprenant une armature de précontrainte (12, 12') comportant au moins un élément filaire (121, et un béton (14) enrobant ladite armature de précontrainte (12, 121, caractérisé en ce qu'il est apte à entourer au moins une partie (12A) de l'armature de précontrainte (12, 12'), et en ce qu'il présente un diamètre intérieur (Di) qui permet à une partie (14A) du béton (14) d'être présente entre ledit tube de frettage (16) et l'armature de précontrainte (12, 12').

2878271 20 21. Tube de frettage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tube de frettage (16) comporte au moins une surface (Se, Si) qui présente une rugosité (R) comprise entre 150 pm et 5 mm.

22. Tube de frettage selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une longueur (L16) au moins égale à 5% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f).

23. Tube de frettage selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que ledit tube de frettage (16) présente une longueur (L16) comprise entre 25% et 50% de la longueur (L) de transmission de la force de précontrainte (f).

24. Tube de frettage selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de 10 mm à 20 mm.

25. Tube de frettage selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre de révolution ayant un diamètre intérieur (Di) qui est supérieur au diamètre (D12) de l'armature de précontrainte (12, 12'), de deux à trois fois la taille moyenne des granulats présents dans le béton (14).