WO2007093703A2 - Dispositif de protection au feu d'un cable ou analogue d'ouvrage d'art ou de genie civil - Google Patents

Dispositif de protection au feu d'un cable ou analogue d'ouvrage d'art ou de genie civil Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a fire protection device for a cable or the like of a civil engineering work or construction, of the type comprising a mattress of thermally insulating material wrapped around the cable.
  • the invention applies in particular to the bridge deck maintenance cables such as guyed and extradossed cables, as well as the prestressed cables extending outside the deck deck concrete.
  • the specifications for the construction of bridges include fire protection requirements for the bridge deck maintenance cables. For example, exposure of a cable to a temperature of 1000 0 C for one hour does not cause an increase in cable temperature itself beyond 100 0 C.
  • the object of the invention is to provide an economical, reliable and easy to implement solution, even around cables already in place, which is capable of meeting the most stringent requirements in terms of fire safety.
  • the subject of the invention is a fire protection device of the aforementioned type, characterized by the characterizing part of claim 1.
  • the invention also relates to a civil engineering work of the type comprising a wired structure, characterized in that at least one cable or the like of the wired structure is provided with a fire protection device such as as defined above.
  • a fire protection device such as as defined above.
  • the invention particularly relates to a bridge, of the type comprising an apron, towers and a set of cables or similar suspension of the deck to the pylons, characterized in that at least one cable is provided with a device fire protection as defined above.
  • the pylon associated with said cable has at its upper part a deviating cable tube, and the protective device extends to the deviating tube.
  • FIG. 1 shows schematically, with detachments, a cable or the like of a civil engineering works or deck engineering equipped with a fire protection device according to the invention
  • - Figure 2 is a cross-sectional view along the line H-II of Figure 1, on a larger scale; and - Figure 3 is a partial longitudinal sectional view of the cable passage through the deviating tube of the associated pylon.
  • the cable 1 shown in Figures 1 and 2 consists essentially of a large number of strands 2 contiguous to each other, for example, as shown, in a general hexagonal outline.
  • Each strand 2 itself consists of several elementary steel strands 3 surrounded by a sheath 4.
  • a protection device 5 is used which will be described below.
  • the device 5 comprises an inner protective mat 6 made of thermally resistant material, wound around the cable and closed edge to edge, in a generatrix 7. This inner mattress is held in place by a series of adhesive strips 8 made of fibers of glass.
  • the device 5 also comprises an outer protection mat 9 also made of thermally resistant material.
  • This outer mat is wrapped around the inner mattress 6, with an overlap zone 10 between its two marginal regions. tions. The whole of this zone 10 is firmly fixed by gluing by means of a layer of thermally resistant glue 11 such as the glue marketed under the trademark "MILLE".
  • the fixing of the outer mattress 9 is completed by strapping by means of a series of steel strips 12 arranged at regular intervals.
  • similar strapping (not shown) can complete the fixing of the inner mattress 6 before the introduction of the outer mattress.
  • each mattress consists of a succession of sections placed end to end, and the junction planes 13A of the outer mattress are offset longitudinally relative to those 13B sections of the inner mattress.
  • each of the two mattresses consists of a product marketed under the trademark "M I C ROTH E RM". It is a microporous structure consisting of silica particles, metal oxides and glass filaments, this thermally insulating structure being arranged in a stitched glass fabric envelope forming a flexible mattress.
  • Such a set of two superimposed mattresses can withstand 1000 ° C in steady state and can withstand 1200 0 C for brief exposures to a fire.
  • the device can be completed by a second inner mattress similar to the mattress 6, interposed between the mattress and the outer mattress, and provided with fixing means such as the adhesive strips 8.
  • the fire protection device is completed by an outer shell 14 made of HDPE (high density polyethylene) having on the one hand a protective function of the insulation blankets against moisture, and on the other hand an aesthetic function.
  • HDPE high density polyethylene
  • the shell 14 itself consists of two identical half-shells 14A, 14B having along one end generator a recess 15 and, along the other end generator, a rib 16 adapted to s' snap into the recess 15. To seal, strips 17 forming gaskets are interposed between the facing faces of the two half-shells.
  • the shell 14 consists of a succession of sections welded end to end by welding to the mirror.
  • Figure 3 shows an end of an angled deflector tube 18 in which passes the middle portion of the cable at the top of the associated pylon 19.
  • the tube 18 has an end portion 20 which projects out of the pylon.
  • the space remaining free in the tube 18 is filled with a grout of cement 21.
  • the combination of the two mattresses 6 and 9 penetrates into a protective tube 22 fixed to the pylon, which surrounds the projecting portion 20 and extends beyond it.
  • a similar fire protection 23 is disposed around the portion 20.
  • the continuity between this additional protection and the outer mat 9 of the current portion of the cable is obtained by means of a connector 24 made of the same MICROTHERM material.
  • the shell 14 stops at a short distance from the inlet of the protection tube
  • the fire protection is provided to the inside of the deviator tube and has no weak point at this location.
  • the insulation blankets are extended to the anchoring device provided at each end of the cable in the bridge deck.
  • the protection device described above is reliable and simple to implement, both during the construction of the bridge that during a possible maintenance or repair operation, or to improve the protection or fire initially planned during the construction of the bridge.
  • the double fastening 10-11, 12 of the outer mattress 9 provides a high degree of safety of the fire protection device.
  • each section of the shell 14 may consist of more than two sectors, for example three or four sectors.

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Abstract

Ce dispositif de protection comprend au moins un matelas intérieur (6) enroulé autour du câble ; des moyens (8) de maintien du matelas intérieur autour du câble ; et un matelas extérieur (9) enroulé autour du matelas intérieur (6) avec une zone de recouvrement (10) entre ses deux bords longitudinaux, cette zone de recouvrement étant fixée par collage au moyen d'une couche de colle thermiquement résistante (11). L'invention s'applique aux câbles haubanés et extradossés de suspension d'un tablier de pont, ainsi qu'aux câbles précontraints s'étendant à l'extérieur du béton du tablier du pont.

Description

Dispositif de protection au feu d'un câble ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil
La présente invention est relative à un dispositif de protection au feu d'un câble ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant un matelas en maté- riau thermiquement isolant enroulé autour du câble.
L'invention s'applique notamment aux câbles de maintien de tabliers de ponts tels que les câbles haubanés et extradossés, ainsi que les câbles précontraints s'étendant à l'extérieur du béton du tablier du pont.
On appelle ici « câble ou analogue » les éléments métalliques aériens utilisés en traction dans les ouvrages d'art et le génie civil, tels que les câbles, les barres, tirants ou suspentes métalliques. Tous ces éléments seront désignés dans la suite, de façon générique, par le mot « câble », et l'invention sera explicitée dans le contexte des câbles de maintien de tabliers de ponts.
Les cahiers des charges de construction des ponts comportent des prescriptions de protection au feu des câbles de maintien du tablier du pont. Par exemple, l'exposition d'un câble à une température de 10000C pendant une heure ne doit pas provoquer une augmentation de la température du câble lui-même au-delà de 1000C.
Diverses solutions ont été proposées pour satisfaire à ces exigences. Il s'agit notamment d'une structure comprenant deux tubes disposés l'un dans l'autre avec une couche intermédiaire de mortier réfractaire ou d'un matériau à base de fibres céramiques aiguilletées.
Cependant, ces solutions connues sont difficiles à mettre en oeuvre et coûteuses, et le dispositif est très lourd.
Par ailleurs, il est connu d'utiliser des matelas de protection au feu dans diverses applications, mais aucune mise en œuvre adaptée aux conditions particulières des câbles de ponts suspendus n'a été proposée jusqu'à présent.
L'invention a pour but de fournir une solution économique, fiable et facile à mettre en œuvre, même autour de câbles déjà en place, qui soit capable de répondre aux exigences les plus sévères en matière de sécurité contre l'incendie. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de protection au feu du type précité, caractérisé par la partie caractérisante de la revendication 1.
D'autres caractéristiques du dispositif suivant l'invention sont décrites dans les revendications 2 à 11. L'invention a également pour objet un ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant une structure câblée, caractérisé en ce qu'au moins un câble ou analogue de la structure câblée est muni d'un dispositif de protection au feu tel que défini ci- dessus. L'expression « structure câblée » doit s'entendre dans son sens général expli- que plus haut au sujet de l'expression « câble ou analogue ».
L'invention a, en particulier, pour objet un pont, du type comprenant un tablier, des pylônes et un ensemble de câbles ou analogues de suspension du tablier aux pylônes, caractérisé en ce qu'au moins un câble est muni d'un dispositif de protection au feu tel que défini ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier de ce pont, le pylône associé audit câble comporte à sa partie supérieure un tube déviateur du câble, et le dispositif de protection se prolonge jusque sur le tube déviateur.
Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard du dessin annexé, sur lequel : - la Figure 1 représente schématiquement, avec des arrachements, un câble ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil de pont équipé d'un dispositif de protection au feu suivant l'invention ;
- la Figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne H-Il de la Figure 1 , à plus grande échelle ; et - la Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale du passage du câble à travers le tube déviateur du pylône associé.
Le câble 1 représenté aux Figures 1 et 2 est essentiellement constitué d'un grand nombre de torons 2 accolés les uns aux autres, par exemple, comme représenté, suivant un contour général hexagonal. Chaque toron 2 est lui-même constitué de plu- sieurs brins élémentaires 3 en acier entourés d'une gaine 4.
Pour assurer la protection au feu du câble 1 , on utilise un dispositif de protection 5 qui va être décrit ci-dessous.
Le dispositif 5 comprend un matelas de protection intérieur 6 en matériau thermi- quement résistant, enroulé autour du câble et refermé bord à bord, suivant une généra- trice 7. Ce matelas intérieur est maintenu en place par une série de bandes adhésives 8 en fibres de verre.
Le dispositif 5 comprend également un matelas de protection extérieur 9 également en matériau thermiquement résistant. Ce matelas extérieur est enroulé autour du matelas intérieur 6, avec une zone de recouvrement 10 entre ses deux régions margi- nales. La totalité de cette zone 10 est fermement fixée par collage au moyen d'une couche de colle 11 thermiquement résistante telle que la colle commercialisée sous la marque « MILLE ».
De plus, la fixation du matelas extérieur 9 est complétée par un cerclage au moyen d'une série de feuillards d'acier 12 disposés à intervalles réguliers.
Eventuellement, des cerclages analogues (non représentés) peuvent compléter la fixation du matelas intérieur 6 avant la mise en place du matelas extérieur.
Comme on le voit sur la Figure 2, la génératrice moyenne de la zone collée 10 est décalée angulairement par rapport aux bords jointifs 7 du matelas intérieur 6. De plus, comme on le voit sur la Figure 1 , chaque matelas est constitué d'une succession de tronçons mis bout à bout, et les plans de jonction 13A du matelas extérieur sont décalés longitudinalement par rapport à ceux 13B des tronçons du matelas intérieur.
Dans cet exemple, chacun des deux matelas est constitué par un produit commercialisé sous la marque « M I C ROTH E RM». Il s'agit d'une structure microporeuse constituée de particules de silice, d'oxydes métalliques et de filaments de verre, cette structure thermiquement isolante étant disposée dans une enveloppe en tissu de verre cousu formant un matelas flexible.
Un tel ensemble à deux matelas superposés permet de résister à 1000°C en régime continu et peut supporter 12000C pour de brèves expositions à un feu. Si nécessaire, le dispositif peut être complété par un second matelas intérieur analogue au matelas 6, interposé entre celui-ci et le matelas extérieur, et muni de moyens de fixation tels que les bandes adhésives 8.
Le dispositif de protection au feu est complété par une coquille externe 14 en PEHD (polyéthylène haute densité) ayant d'une part une fonction de protection des matelas isolants contre l'humidité, et d'autre part une fonction esthétique.
La coquille 14 est elle-même constituée de deux demi-coquilles identiques 14A, 14B comportant le long d'une génératrice d'extrémité un évidement 15 et, le long de l'autre génératrice d'extrémité, une nervure 16 adaptée pour s'encliqueter dans l'évidement 15. Pour assurer l'étanchéité, des bandes 17 formant garnitures d'étanchéité sont interposées entre les faces en regard des deux demi-coquilles. La coquille 14 est constituée d'une succession de tronçons soudés bout à bout par soudure au miroir. La Figure 3 représente une extrémité d'un tube déviateur coudé 18 dans lequel passe la partie médiane du câble, au sommet du pylône 19 associé. Le tube 18 comporte une partie d'extrémité 20 qui fait saillie hors du pylône.
De façon classique, l'espace restant libre dans le tube 18 est empli d'un coulis de ciment 21. L'ensemble des deux matelas 6 et 9 pénètre dans un tube de protection 22 fixé au pylône, qui entoure la partie en saillie 20 et se prolonge au-delà de celle-ci. Une protection au feu similaire 23 est disposée autour de la partie 20. La continuité entre cette protection supplémentaire et le matelas extérieur 9 de la partie courante du câble est obtenue au moyen d'un raccord 24 constitué du même matériau MICROTHERM. De plus, la coquille 14 s'arrête à faible distance de l'entrée du tube de protection
22, et la continuité esthétique est obtenue au moyen d'un tronçon de tube 25 en PEHD fixé dans le prolongement du tube 22, et dans lequel s'emboîte l'extrémité de la coquille
14.
Ainsi, la protection au feu est assurée jusqu'à l'intérieur du tube déviateur et ne présente pas de point faible à cet emplacement.
De même, les matelas isolants sont prolongés jusqu'au dispositif d'ancrage prévu, à chaque extrémité du câble, dans le tablier du pont.
Comme on le comprend, le dispositif de protection décrit ci-dessus est fiable et simple à mettre en œuvre, aussi bien lors de la construction du pont que lors d'une éventuelle opération d'entretien ou de réparation, ou encore pour améliorer la protection ou feu prévue initialement lors de la construction du pont.
En particulier, la double fixation 10-11 , 12 du matelas extérieur 9 apporte un degré élevé de sécurité du dispositif de protection au feu.
En variante, chaque tronçon de la coquille 14 peut être constitué de plus de deux secteurs, par exemple de trois ou quatre secteurs.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dispositif (5) de protection au feu pour câble (1) ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant un matelas en matériau thermiquement isolant enroulé autour du câble ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un matelas intérieur (6) enroulé autour du câble ;
- des moyens (8) de maintien du matelas intérieur autour du câble ; et
- un matelas extérieur (9) enroulé autour du matelas intérieur (6) avec une zone de recouvrement (10) entre les deux bords longitudinaux du matelas extérieur, cette zone de recouvrement étant fixée par collage au moyen d'une couche de colle thermiquement résistante (11).
2.- Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre une série de feuillards d'acier (12) qui constituent des cerclages extérieurs du dispositif (5).
3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matelas intérieur (6) est enroulé bord à bord.
4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une coquille extérieure étanche (14).
5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la coquille exté- rieure (14) est constituée de secteurs de coquille (14A, 14B) assemblés de façon étanche.
6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les secteurs de coquille comportent le long de leurs génératrices extrêmes des moyens d'encliquetage (15, 16) ainsi que des moyens d'étanchéité (17).
7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien du matelas intérieur comprennent des rubans adhésifs (8) en matériau thermiquement résistant.
8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien du matelas intérieur (6) comprennent des feuillards d'acier constituant des cerclages.
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque matelas (6, 9) est constitué de tronçons successifs, les jonctions (13A) entre les tronçons du matelas extérieur (9) étant décalés longitudinalement par rapport aux jonctions (13B) des tronçons du matelas intérieur (6).
10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la génératrice moyenne de la zone de recouvrement (10) du matelas extérieur (9) est décalée angulairement par rapport à la région de fermeture (7) du matelas intérieur (6).
11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque matelas (6, 9) comprend une structure microporeuse à base de particules de silice, d'oxydes métalliques et de filaments de verre, cette structure étant disposée dans une enveloppe en tissu de verre cousu.
12.- Ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant une structure câblée, caractérisé en ce qu'au moins un câble ou analogue de la structure câblée est muni d'un dispositif (5) de protection au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13.- Pont, du type comprenant un tablier, des pylônes (19) et un ensemble de câbles (1) ou analogues de suspension du tablier aux pylônes, caractérisé en ce qu'au moins un câble (1) ou analogue est muni d'un dispositif (5) de protection au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11.
14.- Pont suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le pylône (19) associé audit câble (1) comporte à sa partie supérieure un tube (18) déviateur du câble, et en ce que le dispositif de protection (5) se prolonge jusque sur le tube déviateur.
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