MORS D'ANCRAGE ET DISPOSITIF D'ANCRAGE D'UN TORON ANCHORING Jaw AND ANCHORING DEVICE OF A STRAND
La présente invention concerne les techniques employées pour ancrer à des structures des câbles travaillant en tension. Elle trouve une application particulière, mais non exclusive, dans le domaine de la construction des ouvrages d'art.The present invention relates to the techniques used to anchor cables working under tension. It finds a particular, but not exclusive, application in the field of construction of engineering structures.
De façon courante, les brins constitutifs de tels câbles sont ancrés individuellement au moyen de mors d'ancrage qui coopèrent avec des corps d'ancrage prenant appui sur la structure.Commonly, the strands constituting such cables are individually anchored by means of anchoring jaws which cooperate with anchoring bodies bearing on the structure.
Dans la plupart des cas , le mors a une forme générale tronconique, comme illustré par la figure 1, et est divisé par secteurs angulaires en deux, trois ou quatre clavettes 1. Un canal cylindrique ménagé entre les clavettes 1 reçoit le brin 2. Le mors, placé autour du brin, est engagé dans un orifice tronconique complémentaire 3 formé dans le corps d'ancrage 4. A la mise en tension du câble, le mors est poussé dans l'orifice tronconique en direction de son extrémité la plus étroite (appelée ci-après extrémité avant) . Lorsque le brin est relâché du côté le plus large du mors (côté arrière) , celui-ci est pressé fortement contre le brin en raison de la forme tronconique de sa surface de contact avec le corps d'ancrage 4. Ceci assure le blocage du brin, dont la tension décroît progressivement de l'extrémité avant vers l'extrémité arrière du mors.In most cases, the jaw has a generally frustoconical shape, as illustrated in FIG. 1, and is divided by angular sectors into two, three or four keys 1. A cylindrical channel formed between the keys 1 receives the strand 2. The jaw, placed around the strand, is engaged in a complementary frustoconical orifice 3 formed in the anchoring body 4. When the cable is tensioned, the jaw is pushed into the frustoconical orifice in the direction of its narrowest end ( hereinafter called the front end). When the strand is released on the widest side of the jaw (rear side), the latter is pressed strongly against the strand due to the frustoconical shape of its contact surface with the anchoring body 4. This ensures the blocking of the strand, the tension of which decreases progressively from the front end towards the rear end of the jaw.
Les angles des troncs de cône du mors et du corps d'ancrage, qui sont à symétrie de révolution autour de la direction du brin, sont choisis de telle sorte que les efforts de serrage sur le brin à ancrer soient distribués régulièrement sur sa circonférence (figure 2) , et croissent du côté avant vers le côté arrière du mors (figure 3) . Les efforts de serrage sont représentés par les flèches F sur les figures 2 et 3, et leur distribution est illustrée par les courbes en tirets.The angles of the truncated cones of the jaw and of the anchoring body, which are symmetrical in revolution about the direction of the strand, are chosen so that the clamping forces on the strand to be anchored are distributed regularly over its circumference ( Figure 2), and grow from the front side to the rear side of the jaw (Figure 3). The clamping forces are represented by the arrows F in FIGS. 2 and 3, and their distribution is illustrated by the dashed curves.
Ce type d'ancrage est généralement satisfaisant pour
des fils simples, ou des torons usuels 2 formés de sept fils, à savoir un fil central et six fils périphériques torsadés autour du fil central (voir figure 2) . Dans la conception du toron à sept fils, un jeu J est laissé entre les fils périphériques, dont le diamètre est inférieur de quelques % à celui du fil central. Grâce à ce jeu J, on évite que le serrage à symétrie de révolution ait tendance à former, à partir des six fils périphériques, un tube indéformable empêchant le serrage du fil central (effet de "tubage") .This type of anchoring is generally satisfactory for simple wires, or usual strands 2 formed of seven wires, namely a central wire and six peripheral wires twisted around the central wire (see FIG. 2). In the design of the seven-wire strand, a clearance J is left between the peripheral wires, the diameter of which is a few% less than that of the central wire. Thanks to this clearance J, it is avoided that the symmetrical tightening has a tendency to form, from the six peripheral wires, a non-deformable tube preventing the central wire from being tightened ("casing" effect).
Dans un certains nombre d'applications, notamment dans la précontrainte d'ouvrages lorsqu'on souhaite disposer de brins élémentaires mis en tension à plus de 300 kN, on est amené à utiliser des torons "multicouches" comportant davantage que sept fils. Les torons multicouches ont souvent beaucoup plus de fils (19, 25, 31, 37, 43, ... ) et beaucoup plus de couches (3, 4, 5, 6, ... ) que les torons à sept fils.In a certain number of applications, in particular in prestressing structures when it is desired to have elementary strands tensioned at more than 300 kN, it is necessary to use "multilayer" strands comprising more than seven wires. Multilayer strands often have many more wires (19, 25, 31, 37, 43, ...) and many more layers (3, 4, 5, 6, ...) than seven-wire strands.
Des distributions transversales de fils dans des torons multicouches usuels sont représentées sur les figures 4 à 6. La figure 4 montre un toron "Seale" à 19 fils parallèles (1+9+9) , la figure 5 un toron " arrington" à 19 fils (1+6+12) et à couches croisées, et la figure 6 un toron "Seale" à 25 fils parallèles (1+6+6+12) . Le fabricant de câbles s'efforce de choisir les assemblages de fils de façon à maintenir des jeux Jl f J2, ... entre les fils de chaque couche (figure 4) . Mais ceci devient difficile lorsqu'il y a beaucoup de fils et de couches, car les fils tréfilés généralement utilisés ont un diamètre qui varie légèrement d'un fil à l'autre et le long d'un même fil, en raison de l'usure de la filière.Cross-sectional distributions of wires in common multilayer strands are shown in Figures 4 to 6. Figure 4 shows a "Seale" strand with 19 parallel wires (1 + 9 + 9), Figure 5 an "arrington" strand at 19 wires (1 + 6 + 12) and crossed layers, and Figure 6 a "Seale" strand with 25 parallel wires (1 + 6 + 6 + 12). The cable manufacturer endeavors to choose the assemblies of wires so as to maintain clearances J lf J 2 , ... between the wires of each layer (Figure 4). But this becomes difficult when there are a lot of wires and layers, because the generally used drawn wires have a diameter which varies slightly from one wire to another and along the same wire, due to the wear of the die.
La difficulté d'assurer les jeux requis entre les fils des torons multicouches les rend sensibles à l'effet de tubage précité au niveau de leurs ancrages. Il en résulte le risque de mal répartir les efforts de serrage, et donc la reprise de la tension du toron, entre ses différents fils constitutifs.
Un but de la présente invention est de lutter contre cet effet de tubage, particulièrement rencontré avec les torons multicouches'.The difficulty in ensuring the clearance required between the wires of the multilayer strands makes them sensitive to the aforementioned casing effect at the level of their anchors. This results in the risk of poorly distributing the clamping forces, and therefore the resumption of the tension of the strand, between its various constituent wires. An object of the present invention is to combat this casing effect, particularly encountered with multilayer strands'.
L'invention propose ainsi un mors d'ancrage d'un toron, comprenant plusieurs clavettes agencées par secteurs angulaires autour d'un canal de forme générale cylindrique destiné à recevoir le toron de façon que les clavettes exercent un serrage sur le toron entre une première zone située vers un côté avant du mors et une seconde zone située vers un côté arrière du mors. Chaque clavette présente au moins une portion dont l'épaisseur, mesurée radialement par rapport au canal, croît progressivement du côté avant vers le côté arrière du mors . Les clavettes ont des formes telles que le mors présente sensiblement une symétrie de révolution autour de l'axe du canal dans la première zone et ne présente pas de symétrie de révolution dans la seconde zone.The invention thus provides a jaw for anchoring a strand, comprising several keys arranged in angular sectors around a generally cylindrical channel intended to receive the strand so that the keys exert a clamping on the strand between a first zone situated towards a front side of the jaw and a second zone situated towards a rear side of the jaw. Each key has at least one portion whose thickness, measured radially with respect to the channel, gradually increases from the front side to the rear side of the jaw. The keys have shapes such that the jaw has substantially symmetry of revolution around the axis of the channel in the first zone and does not have symmetry of revolution in the second zone.
Engagé dans un orifice approprié du corps d'ancrage, qui est normalement à symétrie de révolution (typiquement un orifice tronconique) , ce mors exerce sur le toron un effort de serrage qui, dans la seconde zone située vers son extrémité arrière, n'est pas réparti uniformément sur sa circonférence en raison de sa forme non symétrique. Le toron subit donc dans cette seconde zone des contraintes transversales de pincement qui empêchent l'effet de tubage .Engaged in an appropriate orifice of the anchoring body, which is normally symmetrical in revolution (typically a frustoconical orifice), this jaw exerts on the strand a clamping force which, in the second zone located towards its rear end, is not not evenly distributed around its circumference due to its non-symmetrical shape. The strand therefore undergoes in this second zone pinching stresses which prevent the casing effect.
En revanche, dans la première zone adjacente à l'extrémité avant du mors, l'effort de serrage est réparti uniformément sur sa circonférence grâce à la symétrie de révolution. Cette disposition est très avantageuse car elle évite de soumettre les fils du toron à de fortes contraintes transversales de pincement dans la première zone de l'ancrage, où les contraintes longitudinales de tension sont déjà maximales. Le mors proposé combine donc une reprise progressive de la tension sur sa longueur avec un pincement vers son extrémité arrière la moins sollicitée en tension afin
d'éviter l'effet de tubage. Il convient particulièrement aux torons multicouches de plus de sept fils.On the other hand, in the first zone adjacent to the front end of the jaw, the clamping force is distributed uniformly over its circumference thanks to the symmetry of revolution. This arrangement is very advantageous because it avoids subjecting the strands of the strand to strong transverse pinching stresses in the first zone of the anchoring, where the longitudinal tension stresses are already maximum. The proposed jaw therefore combines a gradual recovery of the tension along its length with a pinch towards its rear end that is the least stressed in tension in order to avoid the casing effect. It is particularly suitable for multi-layer strands of more than seven wires.
On appréciera que l'expression "symétrie de révolution", employée pour décrire un mors à clavettes multiples dans une zone donnée le long de son axe, ne tient pas compte des intervalles naturellement présents entre les secteurs angulaires correspondant aux clavettes.It will be appreciated that the expression "symmetry of revolution", used to describe a jaw with multiple keys in a given zone along its axis, does not take account of the intervals naturally present between the angular sectors corresponding to the keys.
Dans un mode de réalisation préféré du mors selon l'invention, ladite portion d'épaisseur croissante de chaque clavette est délimitée intérieurement par une surface en forme générale de secteur cylindrique adjacente au canal , et extérieurement par une surface en forme générale de secteur tronconique, les formes de secteur tronconique relatives aux différentes clavettes du mors ayant les mêmes dimensions dans la première zone du mors, mais présentant des demi-angles au sommet différents d'une clavette à une autre.In a preferred embodiment of the jaw according to the invention, said portion of increasing thickness of each key is delimited internally by a generally shaped surface of cylindrical sector adjacent to the channel, and externally by a generally shaped surface of frustoconical sector, the shapes of frustoconical sector relating to the different keys of the jaw having the same dimensions in the first zone of the jaw, but having different half-angles at the top from one key to another.
Ceci permet de confectionner simplement le mors en assemblant des clavettes de formes différentes. Le mors peut notamment être composé de deux types de clavettes différenciées par le demi-angle au sommet de la forme de secteur tronconique de leurs surfaces extérieures, et par un repère d'identification dont sont pourvues les clavettes de l'un au moins des deux types près de leurs extrémités arrière. Le repère permet de distinguer aisément les clavettes lors de l'assemblage, étant donné que les différences d'angles sont en pratique assez petites .This makes it possible to simply make the jaw by assembling keys of different shapes. The jaw can in particular be composed of two types of keys differentiated by the half-angle at the top of the shape of frustoconical sector of their external surfaces, and by an identification mark which are provided with the keys of at least one of the two types near their rear ends. The mark makes it easy to distinguish the keys during assembly, since the differences in angles are in practice quite small.
De préférence, les clavettes du mors sont tenues ensemble par un anneau élastique engagé dans une gorge complémentaire formée coaxialement au canal sur le côté extérieur des clavettes près de l'extrémité arrière du mors, l'anneau ayant une section transversale de dimension sensiblement plus grande parallèlement au canal que dans la direction radiale par rapport au canal . Cet anneau assure un engagement simultané des clavettes dans l'orifice du corps d'ancrage à la mise en tension du
toron .Preferably, the keys of the jaw are held together by an elastic ring engaged in a complementary groove formed coaxially with the channel on the external side of the keys near the rear end of the jaw, the ring having a cross section of substantially larger dimension. parallel to the channel only in the radial direction relative to the channel. This ring ensures simultaneous engagement of the keys in the orifice of the anchoring body when the tensioning of the strand.
On observe que la structure du dispositif d'ancrage, qui doit serrer le mors symétriquement vers son côté avant et dissymétriquement vers son côté arrière (au sens de la symétrie de révolution) , pourrait reposer sur la forme de l'orifice du corps d'ancrage, ou encore sur les matériaux constitutifs des clavettes ou du corps d'ancrage, quoique ces solutions, qui produisent un effet technique équivalent, semblent a priori poser plus de difficultés de fabrication.It is observed that the structure of the anchoring device, which must clamp the jaw symmetrically towards its front side and asymmetrically towards its rear side (in the sense of the symmetry of revolution), could rest on the shape of the orifice of the body. anchoring, or on the constituent materials of the keys or of the anchoring body, although these solutions, which produce an equivalent technical effect, seem a priori to pose more manufacturing difficulties.
Un autre aspect de la présente invention se rapporte ainsi à un dispositif d'ancrage d'un toron, comprenant au moins un mors et un corps d'ancrage, le mors comportant plusieurs clavettes agencées par secteurs angulaires autour d'un canal de forme générale cylindrique destiné à recevoir le toron de façon que les clavettes exercent un serrage sur le toron entre une première zone située vers un côté avant du dispositif et une seconde zone située vers un côté arrière du dispositif. Chaque clavette présente au moins une portion dont l'épaisseur, mesurée radialement par rapport au canal, croît progressivement du côté avant vers le côté arrière du mors . Le corps d'ancrage présente un orifice, dont au moins une portion a une section croissant progressivement du côté avant vers le côté arrière du mors, afin de recevoir et de serrer radialement le mors placé autour du toron. Le mors et la région du corps d'ancrage adjacente audit orifice ont des constitutions sensiblement symétriques de révolution autour de l'axe du canal dans la première zone, alors que le constitution du mors et/ou de ladite région du corps d'ancrage ne présente pas de symétrie de révolution dans la seconde zone.Another aspect of the present invention thus relates to a device for anchoring a strand, comprising at least one jaw and an anchoring body, the jaw comprising several keys arranged in angular sectors around a generally shaped channel. cylindrical intended to receive the strand so that the keys exert a clamping on the strand between a first zone situated towards a front side of the device and a second zone situated towards a rear side of the device. Each key has at least one portion whose thickness, measured radially with respect to the channel, gradually increases from the front side to the rear side of the jaw. The anchoring body has an orifice, at least a portion of which has a progressively increasing section from the front side to the rear side of the jaw, in order to receive and tighten radially the jaw placed around the strand. The jaw and the region of the anchor body adjacent to said orifice have substantially symmetrical constitutions of revolution around the axis of the channel in the first zone, while the constitution of the jaw and / or of said region of the anchor body does not has no symmetry of revolution in the second zone.
Les différences de constitution entre les première et seconde zones peuvent résulter de différences de forme ou de caractéristiques des matériaux employés. Par exemple le module d'Young du matériau des clavettes du mors et/ou du corps d'ancrage peut varier le long du toron.
Comme on l'a indiqué, la commodité de fabrication ferait préférer de jouer essentiellement sur la forme du toron. Dans le dispositif d'ancrage préféré, le mors est donc tel que décrit plus haut, et l'orifice du corps d'ancrage est symétrique de révolution de la première à la seconde zone.The differences in constitution between the first and second zones can result from differences in shape or characteristics of the materials used. For example, the Young's modulus of the material of the jaws and / or of the anchoring body can vary along the strand. As indicated, the convenience of manufacture would prefer to play essentially on the shape of the strand. In the preferred anchoring device, the jaw is therefore as described above, and the orifice of the anchoring body is symmetrical in revolution from the first to the second zone.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other features and advantages of the present invention will appear in the following description of nonlimiting exemplary embodiments, with reference to the appended drawings, in which:
- la figure 1 est un schéma en coupe axiale de moyens classiquement utilisés pour ancrer un toron ;- Figure 1 is a diagram in axial section of means conventionally used to anchor a strand;
- la figure 2 est un schéma des moyens de la figure 1, vus selon le plan II-II, illustrant la répartition des efforts de serrage sur la circonférence du mors, et la figure 3 est un schéma des mêmes moyens vus en demi-coupe axiale et illustrant la répartition des efforts de serrage sur la longueur du mors ;- Figure 2 is a diagram of the means of Figure 1, seen along the plane II-II, illustrating the distribution of the clamping forces on the circumference of the jaw, and Figure 3 is a diagram of the same means seen in half-section axial and illustrating the distribution of the clamping forces over the length of the jaw;
- les figures 4 à 6 sont des schémas montrant les distributions transversales des fils dans trois types connus de torons multicouches ;- Figures 4 to 6 are diagrams showing the transverse distributions of the son in three known types of multilayer strands;
- la figure 7 est un schéma en coupe axiale d'un dispositif d'ancrage conforme à l'invention, les deux demi-plans de coupe VII-VII étant indiqués sur les figures 8 et 9 ;- Figure 7 is a diagram in axial section of an anchoring device according to the invention, the two half-section planes VII-VII being indicated in Figures 8 and 9;
- les figures 8 et 9 sont des vues d'extrémité du mors et du toron représentés sur la figure 7 , respectivement suivant les plans VIII-VIII et IX-IX indiqués sur la figure 7 ; - la figure 10 est un schéma semblable à la figure 7 montrant la répartition des efforts de serrage sur la longueur du mors ;- Figures 8 and 9 are end views of the jaw and the strand shown in Figure 7, respectively along the planes VIII-VIII and IX-IX shown in Figure 7; - Figure 10 is a diagram similar to Figure 7 showing the distribution of the clamping forces over the length of the jaw;
- les figures 11 et 12 sont des vues semblables aux figures 8 et 9, respectivement, et montrant la répartition des efforts de serrage sur la circonférence du mors ;- Figures 11 and 12 are views similar to Figures 8 and 9, respectively, and showing the distribution of the clamping forces on the circumference of the jaw;
- la figure 13 est une vue plus détaillée du mors des figures 7 et 10, selon le même plan de coupe ;
- la figure 14 est une vue depuis l'extrémité arrière d'un mors d'ancrage selon l'invention, illustrant deux variantes de réalisation de ce mors ; et- Figure 13 is a more detailed view of the jaws of Figures 7 and 10, according to the same section plane; - Figure 14 is a view from the rear end of an anchoring jaw according to the invention, illustrating two alternative embodiments of this jaw; and
- la figure 15 est une demi-vue en coupe axiale d'une autre variante de réalisation.- Figure 15 is a half-view in axial section of another alternative embodiment.
Le toron multicouches 5, ancré par le dispositif des figures 7 à 9, est composé de plus de sept fils. Il peut faire partie d'un câble de précontrainte d'un ouvrage de construction. Le toron 5 est ancré, par exemple à ses deux extrémités, au moyen de corps d'ancrage 4 prenant appui sur la structure de l'ouvrage. Un tel toron peut encore trouver d'autres applications, par exemple pour réaliser des suspentes de ponts suspendus pouvant nécessiter un ou plusieurs ancrages. Un mors d'ancrage est placé autour du toron 5, et engagé avec celui-ci dans un orifice tronconique de révolution 3 formé dans le corps d' ancrage .The multilayer strand 5, anchored by the device of FIGS. 7 to 9, is composed of more than seven wires. It can be part of a prestressing cable of a construction work. The strand 5 is anchored, for example at its two ends, by means of anchoring body 4 bearing on the structure of the structure. Such a strand can also find other applications, for example for producing suspension bridge suspensions which may require one or more anchors. An anchoring jaw is placed around the strand 5, and engaged with the latter in a frustoconical orifice of revolution 3 formed in the anchoring body.
Dans l'exemple représenté, convenant pour un toron 5 de diamètre de l'ordre de 20 à 35 mm, le mors est composé de quatre clavettes correspondant chacune à un secteur angulaire d'environ 90° autour du toron. Deux clavettes diamétralement opposées 6 sont d'un premier type, tandis que les deux autres clavettes diamétralement opposées 7 sont d'un second type. Chaque clavette 6,7 présente vers l'intérieur une surface en forme générale de secteur cylindrique de diamètre légèrement inférieur à celui du toron 5. Lorsqu'elles sont assemblées pour former le mors, les surfaces intérieures des clavettes définissent un canal cylindrique dans lequel se place le toron.In the example shown, suitable for a strand 5 with a diameter of the order of 20 to 35 mm, the jaw is composed of four keys each corresponding to an angular sector of approximately 90 ° around the strand. Two diametrically opposite keys 6 are of a first type, while the other two diametrically opposite keys 7 are of a second type. Each key 6,7 presents inwardly a surface in the general shape of a cylindrical sector of diameter slightly smaller than that of the strand 5. When they are assembled to form the jaw, the internal surfaces of the keys define a cylindrical channel in which place the strand.
Vers l'extérieur, la clavette 6 ou 7 est délimitée par une surface en forme générale de secteur tronconique, de sorte que son épaisseur croît progressivement de l'avant vers l'arrière du mors. Près de son extrémité avant (figure 9) , le mors présente une symétrie de révolution autour de l'axe du canal, les clavettes des deux types 6,7 présentant les
mêmes rayons intérieurs d/2 et extérieurs φ/2. Ainsi, dans la zone la plus proche de l'extrémité avant du mors, les efforts de serrage F exercés par les clavettes sont répartis uniformément sur la circonférence du mors comme le montre la figure 12.Towards the outside, the key 6 or 7 is delimited by a surface in the general shape of a frustoconical sector, so that its thickness gradually increases from the front to the rear of the jaw. Near its front end (Figure 9), the jaw has a symmetry of revolution around the axis of the channel, the keys of the two types 6,7 presenting the same interior radius d / 2 and exterior radius 2/2. Thus, in the area closest to the front end of the jaw, the clamping forces F exerted by the keys are distributed uniformly over the circumference of the jaw as shown in FIG. 12.
En revanche, vers l'extrémité arrière du mors (figure 8) , les clavettes du premier type 6 ont un rayon extérieur φχ/2 plus grand que celui φ2/2 des clavettes du second type 7. Ainsi, lorsqu'elles sont engagées autour du toron dans l'orifice tronconique 3 du corps d'ancrage, les surfaces extérieures des clavettes 6,7 se placent contre la surface tronconique de révolution de l'orifice 3, de sorte que les clavettes du premier type 6 compriment plus fortement le toron 5 que les clavettes du second type 7 , comme les figures 7 et 8 le montrent en exagérant la distorsion .In contrast, rearward end of the jaw (8), the pins 6 of the first type have an outer radius φ χ / 2 greater than φ 2/2 wedges of the second type 7. Thus, when engaged around the strand in the frustoconical orifice 3 of the anchoring body, the external surfaces of the keys 6,7 are placed against the frustoconical surface of revolution of the orifice 3, so that the keys of the first type 6 compress more strongly the strand 5 as the keys of the second type 7, as in FIGS. 7 and 8 show it by exaggerating the distortion.
La déformation du toron 5 qui en résulte évite l'effet de tubage de ce toron qu'on risquerait d'observer si le serrage était partout à symétrie de révolution. La structure du mors empêche ainsi l'amorce de glissement des couches de fils les unes par rapport aux autres.The deformation of the strand 5 which results therefrom avoids the casing effect of this strand which one would risk observing if the clamping was everywhere with symmetry of revolution. The structure of the jaw thus prevents the initiation of sliding of the layers of wires with respect to each other.
La figure 11 montre que le serrage 1 exercé par les clavettes 6 sur leurs deux secteurs de 90° est plus important que l'effort de serrage F2 exercé par les clavettes 7 sur les deux autres secteurs de 90° .FIG. 11 shows that the tightening 1 exerted by the keys 6 on their two sectors by 90 ° is greater than the tightening force F 2 exerted by the keys 7 on the other two sectors by 90 °.
La distribution des efforts de serrage sur la longueur du mors est représentée sur la figure 10. On voit que l'effort de serrage croît progressivement depuis l'extrémité avant (où il présente la même valeur F pour les deux types de clavettes 6,7) vers l'extrémité arrière du mors (où l'effort Fχ exercé par les clavettes 6 les plus épaisses est plus important que l'effort F2 exercé par les clavettes 7 les moins épaisses) .The distribution of the clamping forces over the length of the jaw is shown in FIG. 10. It can be seen that the clamping force gradually increases from the front end (where it has the same value F for the two types of keys 6,7 ) towards the rear end of the jaw (where the force F χ exerted by the thickest keys 6 is greater than the force F 2 exerted by the least thick keys 7).
Le fait d'avoir la même valeur d'effort F près de l'extrémité avant du mors évite de pincer fortement le toron 5 dans cette zone la plus sensible, où il présente
encore la pleine valeur de sa tension, laquelle peut être supérieure à 300 kN.Having the same force value F near the front end of the jaw avoids strongly pinching the strand 5 in this most sensitive area, where it has still the full value of its tension, which can be higher than 300 kN.
Le mors, montré schématiquement sur les figures 7 à 12, est représenté avec plus de détails sur la figure 13. Comme il est usuel, les surfaces intérieures des clavettes 6,7 peuvent présenter des stries 8 transversales à l'axe du canal recevant le toron, afin de bien agripper ce dernier. On notera qu'on pourrait également prévoir de disposer des inserts sur la surface intérieure des clavettes, inserts formés en un matériau différent de celui des clavettes comme décrit dans le brevet français 2 708 017. A l'extrémité avant du mors, les surfaces intérieures des clavettes 6,7 sont de préférence légèrement évasées vers l'extérieur, suivant un angle γ par rapport à l'axe du canal cylindrique, ce qui améliore la progressivité du serrage à l'avant du mors.The jaw, shown diagrammatically in FIGS. 7 to 12, is shown in more detail in FIG. 13. As is usual, the interior surfaces of the keys 6,7 may have grooves 8 transverse to the axis of the channel receiving the strand, in order to grip it well. It will be noted that it could also be provided to have inserts on the inner surface of the keys, inserts formed from a material different from that of the keys as described in French patent 2,708,017. At the front end of the jaw, the interior surfaces keys 6,7 are preferably slightly flared towards the outside, at an angle γ with respect to the axis of the cylindrical channel, which improves the progressiveness of the clamping at the front of the jaw.
Les demi-angles au sommet α1,α2 des surfaces extérieures des clavettes 6,7 en forme de secteur tronconique sont tels que α1>α2. Cette simple différence d'angle assure que, partant de la forme symétrique de révolution du mors à son extrémité avant, son extrémité arrière présentera la dissymétrie requise.The half-angles at the apex α 1 , α 2 of the external surfaces of the keys 6,7 in the form of a frustoconical sector are such that α 1 > α 2 . This simple difference in angle ensures that, starting from the symmetrical shape of revolution of the jaw at its front end, its rear end will have the required asymmetry.
A titre d'exemple, on peut prendre α1=5°30' et α2=5° . Ce dimensionnement convient par exemple pour un mors de longueur active 75 mm servant à ancrer un toron multicouches de diamètre 25 mm, le canal cylindrique formé entre les clavettes ayant un diamètre d=24 mm. Le diamètre extérieur du mors à son extrémité avant étant par exemple φ=28 mm, son diamètre extérieur à l'extrémité arrière est alors de φ1=42,44 mm pour les clavettes 6 du premier type et de φ2=41,12 mm pour les clavettes 7 du deuxième type.As an example, we can take α 1 = 5 ° 30 'and α 2 = 5 °. This dimensioning is suitable, for example, for a jaw of active length 75 mm used to anchor a multilayer strand with a diameter of 25 mm, the cylindrical channel formed between the keys having a diameter d = 24 mm. The outside diameter of the jaw at its front end being for example φ = 28 mm, its outside diameter at the rear end is then φ 1 = 42.44 mm for the keys 6 of the first type and φ 2 = 41.12 mm for keys 7 of the second type.
Cet exemple numérique montre que l'écart des dimensions entre les deux types de clavettes est relativement faible (φ1/2-φ2/2=0 , 68 mm). Pour mieux
différencier les clavettes 6,7 des deux types lors de leur assemblage, on munit les clavettes 7 de l'un des deux types d'un repère d'identification 9 tel qu'une entaille près de son extrémité arrière. On pourrait également munir les deux types de clavettes de repères di férents .This numerical example shows that the difference of dimensions between the two types of keys is relatively small (φ 1/2-φ 2/2 = 0, 68 mm). For better differentiate the keys 6,7 from the two types during their assembly, the keys 7 are provided with one of the two types with an identification mark 9 such as a notch near its rear end. We could also provide the two types of keys with different marks.
La figure 13 montre également un anneau élastique 10 qui maintient entre elles les clavettes assemblées. Cet anneau 10 est réalisé à partir d'un jonc élastique recourbé. Sa section transversale, visible sur la figure 13 est en forme de rectangle aplati, ses dimensions étant nettement plus grandes parallèlement au canal recevant le toron que radialement par rapport à ce canal . Grâce à cette forme, l'anneau 10 peut être écarté élastiquement pour être engagé dans la gorge complémentaire 11 formée coaxialement au canal sur le côté extérieur des clavettes 6,7 au voisinage de leur extrémité arrière, et il offre une résistance au cisaillement lorsque les clavettes 6,7 sont enfoncées dans l'orifice tronconique 3 du corps d'ancrage. Cette résistance au cisaillement évite que les clavettes les moins épaisses 7 pénètrent plus vite dans l'orifice 3 que les autres clavettes 6, ce qui tendrait à atténuer la différence de serrage près de l'extrémité arrière et à la déplacer vers l'extrémité avant.FIG. 13 also shows an elastic ring 10 which holds the assembled keys together. This ring 10 is made from a curved elastic ring. Its cross section, visible in Figure 13 is in the form of a flattened rectangle, its dimensions being significantly larger parallel to the channel receiving the strand than radially with respect to this channel. Thanks to this shape, the ring 10 can be elastically separated to be engaged in the complementary groove 11 formed coaxially with the channel on the outside of the keys 6,7 in the vicinity of their rear end, and it offers a shear strength when the keys 6,7 are pressed into the frustoconical orifice 3 of the anchoring body. This shear resistance prevents the thinner keys 7 from entering the orifice 3 faster than the other keys 6, which would tend to attenuate the difference in tightness near the rear end and to move it towards the front end. .
La fabrication des clavettes 6,7 peut faire appel à des techniques d'usinage au tour avec découpe ultérieure en secteurs (fraise-scie ou scie à ruban) , de fonderie à cire perdue ou "lost foam" , ou encore de frittage.The manufacture of the keys 6,7 can call upon lathe machining techniques with subsequent cutting into sectors (milling saw or band saw), foundry with lost wax or "lost foam", or even sintering.
Les figures 14 et 15 montrent des variantes de réalisation de mors d'ancrage selon l'invention, convenant bien pour des torons de diamètre relativement important, par exemple de 35 à 100 mm.Figures 14 and 15 show alternative embodiments of anchoring jaws according to the invention, well suited for strands of relatively large diameter, for example from 35 to 100 mm.
La partie droite de la figure 14 montre le cas d'un mors à six clavettes 12-14, et la partie gauche le cas d'un toron à huit clavettes 22-25. Lorsque le nombre de clavettes augmente, on peut aisément moduler la distorsion de forme des couches du toron en jouant sur les formes ou les dispositions des différents types de clavettes.
Dans les exemples qui précèdent, on a considéré des mors d' ancrage dont la forme générale correspond à un tronc de cône. On notera toutefois que d'autres formes de clavettes d'épaisseur croissant progressivement de l'avant vers l'arrière pourraient être utilisées, l'orifice du corps d'ancrage ayant de façon correspondante une section croissante de l'avant vers l'arrière. La surface extérieure des clavettes pourrait par exemple être concave, et la paroi de l'orifice 3 convexe, vues en coupe suivant un plan radial.The right part of FIG. 14 shows the case of a jaw with six keys 12-14, and the left part the case of a strand with eight keys 22-25. When the number of keys increases, one can easily modulate the shape distortion of the strand layers by playing on the shapes or the arrangements of the different types of keys. In the preceding examples, we have considered anchoring jaws whose general shape corresponds to a truncated cone. It will be noted, however, that other forms of keys of gradually increasing thickness from front to rear could be used, the orifice of the anchor body having correspondingly a growing section from front to rear . The external surface of the keys could for example be concave, and the wall of the orifice 3 convex, seen in section along a radial plane.
D'autre part, il pourrait y avoir plus d'une portion de diamètre progressivement croissant par clavette. La figure 15 montre une telle réalisation, dans laquelle chaque clavette 16 comporte trois tronçons tronconiques successifs 17,18,19 depuis son extrémité avant vers son extrémité arrière, avec des décrochements entre ces tronçons. Cette disposition permet de diminuer la raideur longitudinale du mors, ainsi que son encombrement radial.On the other hand, there could be more than one portion of progressively increasing diameter per key. FIG. 15 shows such an embodiment, in which each key 16 comprises three successive frustoconical sections 17,18,19 from its front end towards its rear end, with recesses between these sections. This arrangement makes it possible to reduce the longitudinal stiffness of the jaw, as well as its radial size.
La progressivité du serrage peut être améliorée en prenant respectivement pour les tronçons tronconiques 17,18,19 des demi-angles au sommet α,α',α" décroissant de l'extrémité avant vers l'extrémité arrière de la clavette (α> '> "). Pour réaliser les distorsions de compression radiale du mors de manière à éviter l'effet de tubage, on peut différencier chacun des angles α,α', " d'une clavette à une autre. On peut également garder le même angle α pour les tronçons 17 les plus proches de l'extrémité avant du mors, afin d'obtenir la symétrie de révolution du serrage sur la longueur de ce tronçon 17 si cette longueur n'est pas trop grande.
The progressiveness of the tightening can be improved by taking respectively for the frusto-conical sections 17,18,19 half angles at the top α, α ', α "decreasing from the front end towards the rear end of the key (α>' > "). To achieve the radial compression distortions of the jaw so as to avoid the casing effect, one can differentiate each of the angles α, α ', "from one key to another. One can also keep the same angle α for the sections 17 closest to the front end of the jaw, in order to obtain the symmetry of revolution of the clamping over the length of this section 17 if this length is not too great.