WO2000006852A1 - Gaine de cable amelioree - Google Patents

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WO2000006852A1
WO2000006852A1 PCT/FR1999/001854 FR9901854W WO0006852A1 WO 2000006852 A1 WO2000006852 A1 WO 2000006852A1 FR 9901854 W FR9901854 W FR 9901854W WO 0006852 A1 WO0006852 A1 WO 0006852A1
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WO
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Prior art keywords
strip
forming
inner layer
sheath
rib
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/001854
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-François Nieto
Original Assignee
Freyssinet International (Stup)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Freyssinet International (Stup) filed Critical Freyssinet International (Stup)
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/10—Ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to an improved cable sheath, in particular a prestressing sheath or a shroud sheath, its manufacturing process and the machine for implementing said process.
  • Prestressing ducts which are intended to be embedded in concrete structures and to receive the prestressing cables of these structures, must meet several requirements:
  • the superposition of several strips each comprising longitudinal ribs is not easy to produce, mainly because these ribs are not always completely identical from one strip to another. Their superposition therefore risks locally generating void parts, which is harmful for the cohesion of the multilayer structure.
  • the final cost of the sheath is not minimal since a laminated strip is a finished product previously manufactured in the factory, and which therefore has a certain cost.
  • a multilayer structure in which each layer consists of a strip can therefore pose problems in terms of manufacturing cost.
  • the thickness of the sheath is substantially uniform, which does not make it possible to simultaneously optimally fulfill the requirement of a relatively large wall thickness in non-ribbed areas, where the strands are in contact with the sheath, and that of a thin wall thickness at the ribs to ensure better consistency between the inside and outside of the sheath.
  • Document EP-0 291 639 also discloses a tube consisting of two superimposed layers each formed by a strip wound in a spiral on a mandrel.
  • the object of the present invention is to provide a cable sheath which meets all the above-mentioned requirements, while eliminating all of the above-mentioned drawbacks.
  • the present invention therefore aims to provide an improved cable sheath which is waterproof and resistant, which has a low friction inside, and which can achieve a good transfer of prestressing forces to concrete.
  • the present invention aims to provide an improved cable sheath which has a structure such that the above requirements are each optimally fulfilled.
  • the present invention also aims to provide such an improved cable sheath, the manufacture of which is simple, rapid and economical.
  • the present invention also aims to provide such an improved cable sheath which can be manufactured in situ at any desired length.
  • the present invention therefore relates to a cable sheath, characterized in that it comprises a multilayer structure comprising:
  • a continuous inner layer made up of a strip, said strip comprising at least one longitudinal rib and being arranged in a helix with its substantially contiguous lateral edges, said rib forming a continuous helical thread, and an outer layer made of a plastic material extruded, disposed on said inner layer, at least on the areas between the ribs forming the continuous helical thread.
  • This multilayer structure involves many advantages. For example, it is possible to easily vary the thickness of the wall of the sheath by modifying the thickness of the outer layer.
  • the inner layer can therefore have a fairly small thickness, which largely eliminates the winding difficulties due to the shape memory of the plastics.
  • said strip forming the upper layer 20 is made of a plastic material.
  • the strip forming the inner layer can also be metallic, in particular steel.
  • said outer layer seals at the substantially contiguous lateral edges of the strip forming the inner layer.
  • the outer layer is applied in a molten state, so that it assembles with the inner layer by thermofusion.
  • This characteristic makes it possible in particular to produce irreversible connections between the layers and guarantees repeatability and homogeneity of the sheath.
  • the welding of the extradited outer layer to the inner layer is improved by pressing means, such as rollers, which exert a pressure on said extruded layer.
  • the presence of the helical thread or continuous spiral makes it possible to fix duct fittings by simple screwing.
  • the fact that the thread extends continuously over the entire sheath makes it possible to cut the latter to any desired length.
  • the rigidity of the sheath can be modified depending on the pitch and / or the height of said spiral net.
  • the thickness of the sheath at the level of the non-ribbed flat areas is greater than the thickness of the sheath at the helical ribs. It is thus possible to optimize the different thicknesses according to the specific requirements for each zone, namely a greater thickness in the flat non-ribbed zones, in which the strands (or cables) are in contact with the sheath, to resist the wear caused by their tensioning, and a thickness less than the ribs, since thin ribs allow better consistency between the cement grout injected inside the sheath, around the strands, and the concrete which coats the sheath.
  • a particularly suitable use of the sheath according to the invention is the use as a prestressing sheath.
  • the sheath according to the invention can also be used as a shroud sheath.
  • the advantageous presence of a continuous spiral net on the outer surface of the sheath has in this case aerodynamic advantages with respect to the wind as well as rainwater which can flow more easily by being channeled, and the multilayer structure makes it possible to produce an outer layer having any practical or aesthetic characteristic desired.
  • the plastic material constituting the sheath can be HDPE (High Density PolyEthylene) or polypropylene or any other thermoplastic material.
  • the strip is made of plastic material, this may be graphite HDPE, which has good friction characteristics, laminated in the form of strip.
  • the material to be extruded constituting the outer layer can be obtained from HDPE in the form of granules, significantly cheaper than the previous one.
  • the present invention further relates to a method for manufacturing a multilayer cable sheath comprising the following steps:
  • said strip forming the inner layer is extruded to the shape with at least one longitudinal rib to form an extruded rib profile.
  • a rib forming step is provided, in which the longitudinal rib is formed in the center of said strip.
  • the rib forming step is carried out cold, that is to say at room temperature, in particular by folding. This results in a simplification and a reduction in the cost of manufacturing the sheath. Of course, it can also be carried out hot.
  • the step of applying an extruded plastic material to the inner layer is carried out hot, the extruded plastic material being in a molten state, so that the outer layer is assembled with the inner layer by thermofusion.
  • the sealing at the substantially contiguous lateral edges of the strip forming the inner layer is achieved by the extruded plastic material forming the outer layer.
  • the subject of the invention is also a machine for implementing the method comprising:
  • an assembly device for assembling the strip in a helix such that its lateral edges are substantially contiguous and that the rib forms a continuous helical thread
  • the strip forming the inner layer is extruded to the shape with at least one longitudinal rib to form an extruded rib profile.
  • a rib forming module is provided for forming said at least one longitudinal rib in the strip.
  • the assembly device comprises a cylindrical mandrel provided with a helical thread on its outer surface, on which is wound the longitudinal rib of the strip.
  • the machine further comprises pressing means, such as rollers, arranged downstream of the extradeuse to exert pressure on said extruded layer to promote and / or improve the welding of the outer layer on the inner layer.
  • pressing means such as rollers
  • FIG. 1 is a schematic view in longitudinal section of the wall of a sheath with a multilayer structure according to the invention
  • FIG. 2 represents a part of the assembly device according to the invention and diagrammatically illustrates the manner in which the multilayer structure sheath according to the invention is assembled
  • FIG. 3 is a schematic view of a machine for implementing the method of manufacturing a sheath with a multilayer structure according to the invention.
  • the sheath according to the invention comprises a multilayer structure comprising two superposed layers 10 and 20.
  • an advantageous characteristic of the sheath with a multilayer structure of the present invention lies in the possibility of choosing each layer in a particular material having particular intrinsic characteristics, so that each layer of the multilayer structure fulfills a particular function.
  • the layer 10 located inside the sheath can be made of a plastic or metallic material which has a low friction when tensioning the prestressing cables, for example Teflon or high density polyethylene (HDPE) ) graphite.
  • the second layer 20 which is superimposed on said inner layer 10, it can, for example, be made of a less expensive material, and / or having a relatively high rigidity, and / or having characteristics of good resistance to ultraviolet rays. This proves to be advantageous in particular when the sheaths are stored on a site located in a hot country.
  • the outer layer can also be colored, with a different color code depending on the final thickness of the sheath.
  • This multilayer structure also allows the cable sheath according to the invention to be suitable for other uses than that of prestressing sheath. Thus, such a sheath can be used as a shroud sheath.
  • the characteristics required for the inner 10 and outer 20 layers of the sheath are not necessarily the same as those of a prestressing sheath, it is then possible to choose different materials for the layers constituting said sheath.
  • the inner layer 10 of the sheath is substantially continuous, that is to say that it forms a kind of tube.
  • the layer 10 of the sheath is formed from a strip or strip of laminated material 11, which is assembled in such a way that its lateral edges are adjacent in a substantially contiguous manner to form said tube.
  • said lateral edges of the strip 10, when it is made of plastic, which are contiguously adjacent after their assembly, can be welded together thermally during the winding of the strip to form a layer of homogeneous and waterproof plastic sheath.
  • the junction of the lateral edges is not necessarily waterproof, this sealing being produced by the application of the outer layer.
  • the sheath has on its outer surface a continuous helical or spiral thread.
  • This spiral net acts in particular to fulfill the aforementioned requirement for transferring forces to concrete, after hardening of the cement grout.
  • This continuous external spiral thread of the sheath is formed by a longitudinal rib formed in the strip 10.
  • Said longitudinal rib 11 of the strip is preferably placed centrally in said strip 10.
  • the invention is not limited to strips having only one rib, and several parallel longitudinal ribs are possible.
  • the width of the strip forming the inner layer as well as the shape of the longitudinal rib can be variable.
  • the strip is of small width and the rib is approximately triangular in shape, as shown in FIG. 1.
  • an insert (not shown) can be placed in the multilayer structure of the sheath.
  • This insert which can for example be a metal wire, can serve to further strengthen the rigidity of said sheath, but it can also act as a heating insert by passing an electric current through it.
  • said insert can act to heat the sheath in the event of an extremely low temperature, thus making it possible to inject the cement slurry even in cold weather.
  • This metal insert or wire can be arranged in particular in said longitudinal rib of the strip in the area between the ribs, or still in the extradited outer layer. In these cases, it extends over the entire length of the sheath in a spiral manner.
  • the sheath according to the invention may have a circular cross section, but it could also have a different and in particular oblong cross section. This implementation ensures, in certain applications, a better distribution of the prestressing forces, in particular in thin structures.
  • the invention also relates to the method of manufacturing such a sheath with a multilayer structure.
  • This method essentially comprises assembling said strip 10 in a helix by means of a suitable assembly device, then applying the outer layer using an extender.
  • the outer layer is preferably applied only in the non-ribbed areas 12 of the inner layer 10, so that the final sheath will not have the same thickness at the ribs h as in the non-ribbed areas 12, as explained above.
  • the strip 10 is fed from a roller or a reel 50 and enters, according to an alternative embodiment, first into a first module 40 called rib forming, in which the longitudinal rib it is formed.
  • This module 40 is preferably adapted to form the rib when cold, that is to say at room temperature, in particular by folding.
  • the module 40 may include heating means making it possible to deform the material to form said rib in the strip.
  • the strip 10 can also be previously extradited to the required shape, with one or more longitudinal rib (s), to form an extruded rib profile.
  • Said strip 10 is then assembled by means of an assembly device, to form the inner layer of the sheath.
  • said assembly device comprises a fixed cylindrical mandrel 5 which preferably comprises a continuous helical or spiral thread 6 on its outer surface.
  • the assembly device is adapted to assemble a sheath having a substantially circular cross section.
  • the continuous spiral thread 6 is adapted in shape to the longitudinal rib 11 of the strip 10.
  • the assembly is then made by helically winding said strip 10 around said mandrel 5. This winding can be carried out by means of drive rollers (not shown) which are advantageously arranged inclined to follow said continuous spiral thread 6 of the mandrel 5 and which are rotated by a suitable device.
  • rollers act in particular to guide the strip so that its longitudinal rib engages on said spiral thread 6 of the mandrel 5.
  • the winding of the strip is done so that the lateral edges of the strip are adjacent one to the other. the other in a substantially contiguous manner after winding around said mandrel 5. This is visible in particular in FIG. 2. However, this junction is not necessarily sealed. On the other hand, it is also conceivable to provide an overlap of the adjacent lateral edges of the strip during assembly.
  • the method may provide for having a heating module 30 for the strip of plastic material, intended in particular to heat its side edges.
  • a heating module 30 for the strip of plastic material, intended in particular to heat its side edges.
  • the spiral rib no longer serves to ensure the transfer of forces to the concrete. We can then dispense with it. Note, however, that this rib participates in obtaining good rigidity of the sheath.
  • the assembly device does not comprise a fixed mandrel, but two rotary cylindrical mandrels (not shown) which may each have one or more continuous spiral threads on their outer surface. The assembly formed by said two rotary mandrels is then itself rotatable about an axis. Thus, the strip wraps around said two mandrels to form a sheath with a multilayer structure having an oblong cross section.
  • the application of the outer layer is, as described above, carried out using an extradeuse, which can advantageously be of very simple design.
  • the manufacturing cost is therefore further reduced.
  • an extradeuse makes it possible to use an unfinished plastic material, in particular not laminated, and in particular in the form granules, to make the outer layer of the sheath. This also promotes a reduction in cost.
  • the extender 100 is preferably arranged near the mandrel 5 which assembles the strip, so that the outer layer 20 can be applied just after the inner layer 10 has been assembled.
  • the extruded plastic material is in a state of fusion during its application, so that it is welded to the inner layer by thermofusion, and guarantees perfect sealing of the sheath at the junction of the lateral edges of the strip 10 If the strip 10 is assembled with covering of its adjacent lateral edges, the thickness of the material extruded at this covering will advantageously be different in order to obtain a sheath of constant thickness at the level of the non-ribbed areas.
  • a pressure device 110 can be provided, such as for example pressure rollers to promote or improve the welding of the outer layer 20 on the inner layer 10.
  • This device 110 is preferably disposed very slightly downstream of the extradeuse 100 .
  • the latter can pass through a cooling module 60.
  • This cooling is however not essential and in any case does not need 'be particularly important.
  • the sheath preferably passes through a cutting module 70 in which said sheath is cut to any desired length.
  • the sheath, its manufacturing process and the machine for implementing this process, according to the invention, therefore provide all the advantages already offered by the sheath of document FR-2 735 511, but also the following additional advantages:
  • thermofusion takes place thanks to the temperature existing at the interface between the first laminated layer 10 and the second extruded layer 20.
  • the perfect welding of two layers can be guaranteed by the pressure exerted on the layer extradited by pressure rollers,
  • the laminated strip forming the strip can be narrow and have only one rib, which considerably facilitates its manufacture. This implementation is possible because it is no longer necessary to make a tight connection at the adjacent lateral edges of the strip when it is assembly,
  • the extradited layer is advantageously deposited only between the helical ribs. It therefore ensures both the welded assembly of the strip in the area where the lateral edges of the laminated strip are contiguous, but also the thickening of the sheath in the flat, non-ribbed areas,
  • the extradited layer may be of a different color from that of the strip.
  • a simple visual code can for example be associated with the thickness.
  • the sheath can also include information engraved, hot, during the passage of the pressure roller.

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Abstract

Gaine de câble, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure multicouche comportant: une couche intérieure continue constituée d'un feuillard (10), ledit feuillard comportant au moins une nervure longitudinale (11) et étant disposé en hélice avec ses bords latéraux sensiblement jointifs, ladite nervure formant un filet hélicoïdal continu, et une couche extérieure (20) constituée d'un matériau plastique extrudé, disposé sur ladite couche intérieure (10), au moins sur les zones (12) situées entre les nervures formant le filet hélicoïdal continu (11).

Description

Gaine de câble améliorée.
La présente invention concerne une gaine de câble améliorée, notamment une gaine de précontrainte ou une gaine de hauban, son procédé de fabrication et la machine pour mettre en œuvre ledit procédé.
Les gaines de précontrainte, qui sont destinées à être noyées dans des ouvrages en béton et à recevoir les câbles de précontrainte de ces ouvrages, doivent répondre à plusieurs exigences :
- elles doivent satisfaire à certaines caractéristiques d'étanchéité à l'eau,
- elles doivent avoir une forte résistance à l'abrasion et aux contraintes mécaniques
- elles doivent avoir une certaine épaisseur de paroi pour éviter d'être percées lors de la mise en tension des câbles,
- elles doivent assurer un faible frottement lors de la mise en tension des câbles,
- elles doivent permettre le transfert des forces de précontrainte à la structure par l'intermédiaire du coulis de ciment durci, injecté postérieurement à la mise en tension, en comportant un relief sur leur surface extérieure. Pour un bon transfert de force, l'épaisseur de la gaine au niveau dudit relief ne doit pas être trop importante.
Il est connu de réaliser des gaines de précontrainte en métal, notamment en acier. Toutefois, ces gaines métalliques présentent l'inconvénient de rouiller facilement, ce qui peut entraîner des détériorations locales et donc des pertes d'étanchéité et/ou de solidité. Pour surmonter cet inconvénient, il est possible de revêtir le feuillard métallique d'une couche de protection, ce qui augmente toutefois considérablement le coût de fabrication. Une telle gaine est notamment divulguée dans le document US-5 573 038.
Une autre solution pour surmonter cet inconvénient est de réaliser des gaines en plastique. Toutefois, en raison de l'épaisseur minimale de paroi de gaine requise (environ 2 millimètres) et de la mémoire de forme des matières plastiques appropriées, pour pouvoir utiliser le procédé de fabrication des gaines métalliques mentionné ci- dessus, il faut chauffer l'ensemble du feuillard en plastique, l'enrouler, souder les bords adjacents et refroidir la gaine rapidement, ce qui est long et implique un coût énergétique très élevé. Ce procédé de fabrication est par conséquent trop coûteux et ne peut pas être réalisé in- situ, c'est-à-dire sur le chantier. Il est par conséquent nécessaire de fabriquer ces gaines en plastique, par exemple par extrusion ou moulage, dans des machines compliquées et coûteuses et de les transporter sur le chantier à partir du lieu de fabrication, ce qui est également très coûteux, notamment à cause de leur volume encombrant. D'autre part, un transport des gaines empêche de réaliser des gaines de grandes dimensions en longueurs droites.
Il existe des machines pour fabriquer par extrusion des gaines en plastique comportant un filet spirale sur leur surface extérieure. Ces machines sont toutefois très compliquées et très coûteuses et ne peuvent pas être utilisées in situ. Les inconvénients précités ne sont donc pas éliminés. Dans le document FR-2 735 511, il a été proposé une gaine de câble à structure multicouche, dans laquelle plusieurs feuillards en matériaux plastiques sont superposés pour former autant de couches continues de la gaine. Les couches sont reliées les unes aux autres par soudage thermique. A l'extérieur, cette gaine comporte une filet hélicoïdal améliorant la rigidité, assurant une meilleure transmission des forces de précontrainte, et permettant le vissage de raccords de gaines. Cette mise en œuvre permet de résoudre les problèmes susmentionnés mais présente toutefois certains inconvénients. Ainsi, la superposition de plusieurs feuillards comportant chacun des nervures longitudinales n'est pas facile à réaliser, principalement du fait que ces nervures ne sont pas toujours tout à fait identiques d'un feuillard à l'autre. Leur superposition risque donc de générer localement des parties de vide, ce qui est néfaste pour la cohésion de la structure multicouche. De plus, le coût final de la gaine n'est pas minimal car un feuillard laminé est un produit fini préalablement fabriqué en usine, et qui a donc un certain coût. Une structure multicouche dans laquelle chaque couche est constituée d'un feuillard, peut donc poser des problèmes au niveau du coût de fabrication. D'autre part, dans la gaine multicouche du document FR-2 735 511, l'épaisseur de la gaine est sensiblement uniforme, ce qui ne permet pas de remplir simultanément de manière optimale l'exigence d'une épaisseur de paroi relativement importante dans les zones non nervurées, où les torons sont en contact avec la gaine, et celle d'une faible épaisseur de paroi au niveau des nervures pour assurer une meilleure cohérence entre l'intérieur et l'extérieur de la gaine.
Le document EP-0 291 639 divulgue également un tube constitué de deux couches superposées formées chacune d'un feuillard enroulé en spirale sur un mandrin.
La présente invention a pour but de fournir une gaine de câble répondant à toutes les exigences susmentionnés, en éliminant tous les inconvénients précités. La présente invention a donc pour but de fournir une gaine de câble améliorée qui est étanche et résistante, qui présente un faible frottement à l'intérieur, et qui peut réaliser un bon transfert des forces de précontrainte au béton. En particulier, la présente invention a pour but de fournir une gaine de câble améliorée qui a une structure telle que les exigences précitées soient chacune remplies de manière optimale.
La présente invention a également pour but de fournir une telle gaine de câble améliorée dont la fabrication est simple, rapide et économique.
La présente invention a encore pour but de fournir une telle gaine de câble améliorée pouvant être fabriquée in situ à une longueur quelconque souhaitée. La présente invention a donc pour objet une gaine de 35 câble, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure multicouche comportant :
- une couche intérieure continue constituée d'un feuillard, ledit feuillard comportant au moins une nervure longitudinale et étant disposé en hélice avec ses bords latéraux sensiblement jointifs, ladite nervure formant un filet hélicoïdal continu, et - une couche extérieure constituée d'un matériau plastique extradé, disposé sur ladite couche intérieure, au moins sur les zones situées entre les nervures formant le filet hélicoïdal continu.
Cette structure multicouche implique de nombreux avantages. Par exemple, il est possible de varier aisément l'épaisseur de la paroi de la gaine en modifiant l'épaisseur de la couche extérieure. La couche intérieure peut donc avoir une épaisseur assez faible, ce qui élimine en grande partie les difficultés d'enroulement dues à la mémoire de forme des matières plastiques. D'autre part, il est possible d'incorporer des couches de matières différentes, chaque couche ayant des propriétés particulières.
De préférence, ledit feuillard formant la couche 20 mtérieure est constituée d'un matériau plastique. Toutefois, selon les exigences particulières, le feuillard formant la couche intérieure peut aussi être métallique, notamment en acier.
Avantageusement, ladite couche extérieure réalise l'étanchéité au niveau des bords latéraux sensiblement jointifs du feuillard formant la couche intérieure.
De préférence, la couche extérieure est appliquée en état de fusion, de sorte qu'elle s'assemble avec la couche intérieure par thermofusion. Cette caractéristique permet notamment de réaliser des liaisons irréversibles entre les couches et garantit une répétabilité et une homogénéité de la gaine.
Eventuellement, le soudage de la couche extérieure extradée sur la couche intérieure est amélioré par des moyens presseurs, tels que des galets, qui exercent une pression sur ladite couche extradée.
La présence du filet hélicoïdal ou spirale continu permet de fixer des raccords de gaine par simple vissage. De plus, le fait que le filet s'étend en continu sur toute la gaine permet de couper celle-ci à une longueur quelconque souhaitée. En outre, selon le pas et/ou la hauteur dudit filet spirale, la rigidité de la gaine peut être modifiée.
De préférence, l'épaisseur de la gaine au niveau des zones planes non nervurées est supérieure à l'épaisseur de la gaine au niveau des nervures hélicoïdales. Il est ainsi possible d'optimaliser les différentes épaisseurs en fonction des exigences particulières pour chaque zone, a savoir une épaisseur supérieure dans les zones planes non nervurées, dans lequel les torons (ou câbles) sont en contact avec la gaine, pour résister à l'usure provoquée par leur mise en tension, et une épaisseur inférieure au niveau des nervures, puisque des nervures minces permettent une meilleure cohérence entre le coulis de ciment injecté à l'intérieur de la gaine, autour des torons, et le béton qui enrobe la gaine. Une utilisation particulièrement appropriée de la gaine selon l'invention est l'utilisation en tant que gaine de précontrainte.
Toutefois, la gaine selon l'invention peut aussi être utilisée en tant que gaine de hauban. La présence avantageuse d'un filet spirale continu sur la surface extérieure de la gaine présente dans ce cas des avantages aérodynamiques vis-à-vis du vent ainsi que de l'eau de pluie qui peut s'écouler plus facilement en étant canalisée, et la structure multicouche permet de réaliser une couche extérieure présentant toute caractéristique pratique ou esthétique souhaitée.
Avantageusement, le matériau plastique constituant la gaine peut être du PEHD (PolyEthylène Haute Densité) ou du polypropylène ou toute autre matière thermoplastique. En particulier, Si le feuillard est en matériau plastique, celui-ci peut être du PEHD graphité, qui a des bonnes caractéristiques de frottement, laminé sous forme de feuillard. D'autre part, le matériau à extrader constituant la couche extérieure peut être obtenu à partir de PEHD sous forme de granulé, nettement moins cher que le précédent. La présente invention a en outre pour objet un procédé de fabrication d'une gaine de câble multicouche comportant les étapes suivantes :
- enrouler en hélice un feuillard comportant au moins une nervure longitudinale, avec ses bords latéraux sensiblement jointifs, pour former une couche intérieure continue comportant un filet hélicoïdal continu,
- appliquer un matériau plastique extradé sur ladite couche intérieure, au moins sur les zones situées entre les nervures formant le filet hélicoïdal continu, pour former une couche extérieure. Selon une première variante, ledit feuillard formant la couche intérieure est extradé à la forme avec au moins une nervure longitudinale pour former un profilé nervure extradé.
Selon une seconde variante, avant l'étape d'enrouler en hélice le feuillard, il est prévu une étape de formage de nervure, dans lequel la nervure longitudinale est formée au centre dudit feuillard.
Avantageusement, l'étape de formage de nervure est réalisée à froid, c'est-à-dire à température ambiante, notamment par pliage. Il s'en suit une simplification et une baisse du coût de fabrication de la gaine. Bien entendu, elle peut aussi être réalisée à chaud.
De préférence, l'étape d'appliquer un matériau plastique extradé sur la couche intérieure est réalisée à chaud, le matériau plastique extradé étant en état de fusion, de sorte que la couche extérieure s'assemble avec la couche mtérieure par thermofusion.
De préférence, l'étanchéité au niveau des bords latéraux sensiblement jointifs du feuillard formant la couche intérieure est réalisée par le matériau plastique extradé formant la couche extérieure. L'invention a également pour objet une machine pour mettre en œuvre le procédé comprenant :
- une bobine de feuillard pour alimenter le feuillard formant la couche intérieure
- un dispositif d'assemblage pour assembler le feuillard en hélice de telle sorte que ses bords latéraux soient sensiblement jointifs et que la nervure forme un filet hélicoïdal continu, et
- une extradeuse pour appliquer un matériau plastique extradé en état de fusion sur ladite couche intérieure, au moins sur les zones situées entre les nervures formant le filet hélicoïdal, formant ainsi la couche extérieure de la gaine.
Selon une première variante, le feuillard formant la couche intérieure est extradé à la forme avec au moins une nervure longitudinale pour former un profilé nervure extradé.
Selon une seconde variante, avant le dispositif d'assemblage, il est prévu un module de formage de nervure pour former ladite au moins une nervure longitudinale dans le feuillard. Avantageusement, le dispositif d'assemblage comporte un mandrin cylindrique pourvu d'un filet hélicoïdal sur sa surface extérieure, sur lequel vient s'enrouler la nervure longitudinale du feuillard.
Avantageusement, la machine comporte en outre des moyens presseurs, tels que des galets, disposés en aval de l'extradeuse pour exercer une pression sur ladite couche extradée pour favoriser et/ ou améliorer le soudage de la couche extérieure sur la couche intérieure.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description détaillée suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de la paroi d'une gaine à structure multicouche selon l'invention, la figure 2 représente une partie du dispositif d'assemblage selon l'invention et illustre schématiquement la manière dans laquelle la gaine à stracture multicouche selon l'invention est assemblée, et la figure 3 est une vue schématique d'une machine pour mettre en œuvre le procédé de fabrication d'une gaine à stracture multicouche selon l'invention.
En référence aux figures 1 et 2, la gaine selon l'invention comporte une stracture multicouche comportant deux couches superposées 10 et 20.
Une caractéristique avantageuse de la gaine à structure multicouche de la présente invention réside dans la possibilité de choisir chaque couche dans un matériau particulier ayant des caractéristiques intrinsèques particulières, de sorte que chaque couche de la stracture multicouche remplit une fonction particulière. Par exemple, la couche 10 située à l'intérieur de la gaine peut être réalisée en un matériau plastique ou métallique qui présente un faible frottement lors de la mise en tension des câbles de précontrainte, par exemple en Teflon ou en polyéthylène haute densité (PEHD) graphité. La seconde couche 20 qui est superposée sur ladite couche intérieure 10, peut elle, par exemple, être réalisée en un matériau moins coûteux, et/ ou présentant une rigidité relativement élevée, et/ou présentant des caractéristiques de bonne résistance aux rayons ultraviolets. Ceci s'avère avantageux notamment lorsque les gaines sont stockées sur un chantier situé dans un pays chaud. La couche extérieure peut aussi être colorée, avec un code de couleur différente en fonction de l'épaisseur finale de la gaine. Cette stracture multicouche permet également à la gaine de câble selon l'invention d'être adaptée à d'autres utilisations que celle de gaine de précontrainte. Ainsi, une telle gaine peut être utilisée en tant que gaine de hauban. Dans ce cas, les caractéristiques requises pour les couches intérieure 10 et extérieure 20 de la gaine ne sont pas forcément les mêmes que celles d'une gaine de précontrainte, on peut alors choisir des matériaux différents pour les couches constituant ladite gaine.
Selon l'invention, la couche intérieure 10 de la gaine est sensiblement continue, c'est-à-dire qu'elle forme une sorte de tube. Comme visible sur les figures, la couche 10 de la gaine est constituée à partir d'un feuillard ou bande de matière laminée 11, qui est assemblé de telle manière que ses bords latéraux sont adjacents de manière sensiblement jointive pour former ledit tube. Selon une variante de l'invention, lesdits bords latéraux du feuillard 10, lorsqu'il est en matière plastique, qui sont adjacents de manière jointive après leur assemblage, peuvent être soudés ensemble thermiquement lors de l'enroulement du feuillard pour former une couche de gaine en plastique homogène et étanche. De préférence, toutefois, la jonction des bords latéraux n'est pas nécessairement étanche, cette étanchéité étant réalisée par l'application de la couche extérieure.
Selon l'invention, la gaine comporte sur sa surface extérieure un filet hélicoïdal ou spirale continu. Ce filet spirale agit notamment pour remplir l'exigence précitée de transfert des efforts au béton, après durcissement du coulis de ciment. Ce filet spirale continu extérieur de la gaine est formé par une nervure longitudinale ménagée dans le feuillard 10. Ladite nervure longitudinale il du feuillard est de préférence disposée de manière centrale dans ledit feuillard 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux feuillards ne comportant qu'une seule nervure, et plusieurs nervures longitudinales parallèles sont envisageables.
La largeur du feuillard formant la couche intérieure ainsi que la forme de la nervure longitudinale peuvent être variables. Avantageusement, le feuillard est de faible largeur et la nervure est environ de forme triangulaire, comme représenté sur la figure 1.
Selon un autre aspect avantageux de l'invention, un insert (non représenté) peut être disposé dans la structure multicouche de la gaine. Cet insert, qui peut par exemple être un fil métallique, peut servir à renforcer de manière supplémentaire la rigidité de ladite gaine, mais il peut aussi agir en tant qu'insert chauffant en faisant passer un courant électrique à travers lui. Dans ce cas, ledit insert peut agir pour chauffer la gaine en cas de température extrêmement basse permettant ainsi d'injecter le coulis de ciment même par temps froid. Cet insert ou fil métallique peut être disposé notamment dans ladite nervure longitudinale du feuillard dans la zone située entre les nervures, ou encore dans la couche extérieure extradée. Dans ces cas, il s'étend sur toute la longueur de la gaine de manière spiralée.
La gaine selon l'invention peut avoir une section transversale circulaire, mais elle pourrait aussi avoir une section transversale différente et notamment oblongue. Cette mise en œuvre assure, dans certaines applications, une meilleure répartition des forces de précontrainte, notamment dans les structures minces.
L'invention concerne également le procédé de fabrication d'une telle gaine à stracture multicouche. Ce procédé comprend essentiellement d'assembler en hélice ledit feuillard 10 au moyen d'un dispositif d'assemblage approprié, puis d'appliquer la couche extérieure à l'aide d'une extradeuse. La couche extérieure est de préférence appliquée uniquement dans les zones non nervurées 12 de la couche intérieure 10, de sorte que la gaine finale n'aura pas la même épaisseur au niveau des nervures h que dans les zones non nervurées 12, comme expliqué précédemment.
Toutefois, il est envisageable d'appliquer le matériau plastique extradé sur toute la couche intérieure, en recouvrant aussi les nervures. Ceci sera notamment le cas lorsque le feuillard constituant la couche intérieure est de très faible épaisseur, notamment inférieure à l'épaisseur minimale requise.
Le feuillard 10 est alimenté à partir d'un rouleau ou d'une bobine 50 et pénètre, selon une variante de réalisation, d'abord dans un premier module 40 dit de formage de nervure, dans lequel la nervure longitudinale il est formée. Ce module 40 est de préférence adapté à former la nervure à froid, c'est-à-dire à température ambiante, notamment par pliage. Toutefois, le module 40 peut comporter des moyens de chauffage permettant de déformer la matière pour former ladite nervure dans le feuillard. Selon une autre variante, le feuillard 10 peut aussi être préalablement extradé à la forme requise, avec une ou plusieurs nervure(s) longitudinale(s), pour former un profilé nervure extradé.
Ledit feuillard 10 est ensuite assemblé au moyen d'un dispositif d'assemblage, pour former la couche intérieure de la gaine.
Selon une variante avantageuse de l'invention, ledit dispositif d'assemblage comporte un mandrin cylindrique fixe 5 qui comporte de préférence un filet hélicoïdal ou spirale continu 6 sur sa surface extérieure. Dans ce cas, le dispositif d'assemblage est adapté à assembler une gaine ayant une section transversale sensiblement circulaire. Comme visible sur la figure 2, le filet spirale continu 6 est adapté en forme à la nervure longitudinale 11 du feuillard 10. Ainsi, lors de l'assemblage, la nervure longitudinale vient s'engager sur le filet spirale 6 du mandrin 5. L'assemblage se fait alors par enroulement en hélice dudit feuillard 10 autour dudit mandrin 5. Cet enroulement peut être effectué au moyen de galets entraîneurs (non représentés) qui sont avantageusement disposés de manière inclinée pour suivre ledit filet spirale continu 6 du mandrin 5 et qui sont entraînés en rotation par un dispositif approprié. Ces galets agissent notamment pour guider le feuillard de façon à ce que sa nervure longitudinale s'engage sur ledit filet spirale 6 du mandrin 5. L'enroulement du feuillard se fait de telle sorte que les bords latéraux du feuillard soient adjacents l'un à l'autre de manière sensiblement jointive après enroulement autour dudit mandrin 5. Ceci est visible en particulier sur la figure 2. Toutefois, cette jonction n'est pas nécessairement étanche. D'autre part, il est aussi envisageable de prévoir un recouvrement des bords latéraux adjacents du feuillard lors de l'assemblage.
Eventuellement, après le formage de la nervure longitudinale au moyen du module de formage 40, et avant l'enroulement au moyen dudit dispositif d'assemblage, le procédé peut prévoir de disposer un module de chauffage 30 pour le feuillard en matière plastique, destiné notamment à chauffer ses bords latéraux. De cette manière, lors de l' enroulement autour du mandrin 5, les bords adjacents chauffés du feuillard peuvent être soudés ensemble thermiquement au moyen desdits galets d'entraînement qui, dans ce cas, agissent également en tant que galets presseurs. Cette caractéristique permet d'obtenir une couche intérieure étanche et homogène.
Dans certaines applications où la gaine n'est pas noyée dans le béton, la nervure spiralée ne sert plus à assurer le transfert des efforts au béton. On peut alors s'en dispenser. On notera cependant que cette nervure participe à l'obtention d'une bonne rigidité de la gaine. En variante, le dispositif d'assemblage ne comporte pas un mandrin fixe, mais deux mandrins cylindriques rotatifs (non représentés) pouvant chacun comporter un ou plusieurs filets spirales continus sur leur surface extérieure. L'ensemble formé par lesdits deux mandrins rotatifs est alors lui-même rotatif autour d'un axe. Ainsi, le feuillard s'enroule autour desdits deux mandrins pour former une gaine à stracture multicouche ayant une section transversale oblongue.
L'application de couche extérieure est, comme décrit précédemment, réalisée à l'aide d'une extradeuse, qui peut avantageusement être de conception très simple. Le coût de fabrication est donc encore diminué. De plus, une extradeuse permet d'utiliser un matériau plastique non fini, en particulier non laminé, et notamment sous la forme de granulés, pour réaliser la couche extérieure de la gaine. Ceci favorise aussi une diminution du coût.
L'extradeuse 100 est de préférence disposée à proximité du mandrin 5 qui assemble le feuillard, de sorte que la couche extérieure 20 peut être appliquée juste après que la couche intérieure 10 a été assemblée.
De préférence, le matériau plastique extradé est en état de fusion lors de son application, de sorte qu'il se soude à la couche intérieure par thermofusion, et garantit une parfaite étanchéité de la gaine au niveau de la jonction des bords latéraux du feuillard 10. Si le feuillard 10 est assemblé avec recouvrement de ses bords latéraux adjacents, l'épaisseur du matériau extradé au niveau de ce recouvrement sera avantageusement différente pour obtenir une gaine d'épaisseur constante au niveau des zones non nervurées.
Eventuellement, on peut prévoir un dispositif presseur 110, tel que par exemple des galets presseurs pour favoriser ou améliorer le soudage de la couche extérieure 20 sur la couche intérieure 10. Ce dispositif 110 est de préférence disposé très légèrement en aval de l'extradeuse 100.
Une fois que les couches intérieure 10 et extérieure 20 ont été assemblées pour former la gaine à stracture multicouche, celle-ci peut traverser un module de refroidissement 60. Ce refroidissement n'est toutefois pas indispensable et n'a en tout cas pas besoin d'être particulièrement important.
Ensuite, la gaine traverse de préférence un module de coupe 70 dans lequel ladite gaine est sectionnée à une longueur quelconque souhaitée.
La gaine, son procédé de fabrication et la machine pour mettre en œuvre ce procédé, selon l'invention, procurent donc tous les avantages déjà offerts par la gaine du document FR-2 735 511, mais aussi les avantages supplémentaires suivants :
- l'assemblage par thermofusion s'opère grâce à la température existant au niveau de l'interface entre la première couche laminée 10 et la deuxième couche extradée 20. Eventuellement, le soudage parfait de deux couches peut être garanti par la pression exercée sur la couche extradée par des galets presseurs,
- grâce au procédé de l'invention, la bande laminée formant le feuillard peut être étroite et ne comporter qu'une seule nervure, ce qui facilite considérablement sa fabrication. Cette mise en œuvre est possible car il n'est plus nécessaire de réaliser une jonction étanche au niveau des bords latéraux adjacents du feuillard lors de son assemblage,
- la couche extradée est déposée avantageusement seulement entre les nervures hélicoïdales. Elle assure donc à la fois l'assemblage soudé du feuillard dans la zone où les bords latéraux de la bande laminée sont jointifs, mais également l'épaississement de la gaine dans les zones planes non nervurées,
- la couche extradée peut être d'une couleur différente de celle du feuillard. Un code visuel simple peut par exemple être associé à l'épaisseur. La gaine peut également comporter des informations gravées, à chaud, lors du passage du galet presseur.

Claims

Revendications :
1.- Gaine de câble, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure multicouche comportant :
- une couche intérieure continue constituée d'un feuillard (10), ledit feuillard comportant au moins une nervure longitudinale (11) et étant disposé en hélice avec ses bords latéraux sensiblement jointifs, ladite nervure formant un filet hélicoïdal continu, et
- une couche extérieure (20) constituée d'un matériau plastique extradé, disposé sur ladite couche intérieure (10), au moins sur les zones (12) situées entre les nervures formant le filet hélicoïdal continu (11).
2.- Gaine de câble selon la revendication 1, dans laquelle ledit feuillard (10) formant la couche intérieure est constituée d'un matériau plastique.
3.- Gaine de câble selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle ladite couche extérieure (20) réalise l'étanchéité au niveau des bords latéraux sensiblement jointifs du feuillard (10) formant la couche intérieure.
4.- Gaine de câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche extérieure (20) est appliquée en état de fusion, de sorte qu'elle s'assemble avec la couche intérieure (10) par thermofusion.
5.- Gaine de câble selon la revendication 4, dans laquelle le soudage de la couche extérieure extradée (20) sur la couche intérieure (10) est amélioré par des moyens presseurs, tels que des galets, qui exercent une pression sur ladite couche extradée (20).
6.- Gaine de câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'épaisseur de la gaine au niveau des zones planes non nervurées (12) est supérieure à l'épaisseur de la zone au niveau des nervures hélicoïdales (11).
7 '.- Gaine de câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau plastique constituant la gaine est du PEHD (PolyEthylène Haute Densité) ou du polypropylène ou toute autre matière thermoplastique.
8.- Procédé de fabrication d'une gaine de câble multicouche, caractérisé ce qu'il comporte les étapes suivantes
- enrouler en hélice un feuillard (10) comportant au moins une nervure longitudinale (11), avec ses bords latéraux sensiblement jointifs, pour former une couche mtérieure continue comportant un filet hélicoïdal continu, - appliquer un matériau plastique extradé (20) sur ladite couche intérieure (10), au moins sur les zones (12) situées entre les nervures (11) formant le filet hélicoïdal continu, pour former une couche extérieure.
9 - Procédé selon la revendication 8, dans lequel ledit feuillard (10) formant la couche intérieure est extradé à la forme avec au moins une nervure longitudinale (11) pour former un profilé nervure extradé.
10.- Procédé selon la revendication 8, dans lequel, avant l'étape d'enrouler en hélice le feuillard (10), il est prévu une étape de formage de nervure, dans lequel ladite au moins une nervure longitudinale
(11) est formée au centre dudit feuillard. I - Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape de formage de nervure est réalisée à température ambiante, notamment par pliage.
12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel l'étape d'appliquer un matériau plastique extradé sur la couche intérieure est réalisée à chaud, le matériau plastique extradé étant en état de fusion, de sorte que la couche extérieure (20) s'assemble avec la couche intérieure (10) par thermofusion.
13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel l'étanchéité au niveau des bords latéraux sensiblement jointifs du feuillard (10) formant la couche intérieure est réalisée par le matériau plastique extradé formant la couche extérieure (20).
14.- Machine pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend
- une bobine de feuillard (50) pour alimenter le feuillard (10) formant la couche intérieure,
- un dispositif d'assemblage (5) pour assembler le feuillard (10) en hélice de telle sorte que ses bords latéraux soient sensiblement jointifs et que la nervure (11) forme un filet hélicoïdal continu, et
- une extradeuse (100) pour appliquer un matériau plastique extradé en état de fusion sur ladite couche intérieure (10), au moins sur les zones (12) situées entre les nervures (11) formant le filet hélicoïdal, formant ainsi la couche extérieure (20) de la gaine.
15.- Machine selon la revendication 14, dans laquelle le feuillard (10) formant la couche mtérieure est extradé à la forme avec au moins une nervure longitudinale (11) pour former un profilé nervure extradé.
16.- Machine selon la revendication 14, dans laquelle, avant le dispositif d'assemblage (5), il est prévu un module de formage de nervure (40) pour former ladite au moins une nervure longitudinale (11) dans le feuillard (10).
17.- Machine selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, dans laquelle le dispositif d'assemblage comporte un mandrin cylindrique (5) pourvu d'un filet héUcoïdal (6) sur sa surface extérieure, sur lequel vient s'enrouler la nervure longitudinale (11) du feuillard (10).
18.- Machine selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, comportant en outre des moyens presseurs (110), tels que des galets, disposés en aval de l'extradeuse (100) pour exercer une pression sur ladite couche extradée pour favoriser le soudage de la couche extérieure (20) sur la couche intérieure (10).
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