La présente invention concerne un dispositif d'ancrage pour c⬠bles de précontrainte de structure en béton, haubans d'ouvrages suspen¬ dus, ou amarres de corps flottant.

Des ancrages pour câbles à brins multiples comportant une plu- 5 ralité de coins sont connus dans la technique de la précontrainte ; les¬ dits coins reçoivent un brin ou une pluralité de brins parallèles à l'axe du câble entre leurs côtés adjacents comportant à cet effet, et pour chacun des brins, des gorges opposées sensiblement se i -cylindri¬ ques ; ledsits coins comportent près de leur périphérie une portée cour-

10 be en forme de secteur tronconique mâle, le petit diamètre intérieur de ce tronc de cône étant extérieur au faisceau des brins formant le câble à ancrer ; lesdits coins coopèrent avec un corps d'ancrage compor¬ tant un tronc de cône femelle sur lequel ils s'appuient en glissant. L'ensemble est dimensionné en sorte que de la force d'entraînement des

15 coins obtenue par le frottement au contact des brins soumis à la ten¬ sion, il résulte un enserrement de ces brins tel que le câble s'auto- ancre par l'action des cônes d'appui.

Dans de telles techniques antérieures, les demi-gorges des coins, sans aspérité, dents pointues ou filetage capables de mordre dans la

20. surface des brins, ayant ainsi un faible coefficient de frottement au contact contre lesdits brins, induisent une importante force de serrage obtenue par réduction de l'angle du cône d'appui ; les coins sont alors hauts afin de répartir cette force ; l'aire d'appui conique est impor¬ tante et il peut en résulter une grande hauteur du corps d'ancrage dont

25 la quantité de matière résistante, aussi, est importante.

D'autres techniques à coins similaires, mais dont les brins sont serrés en une seule couronne dans des demi-gorges striées par filetage, à fort frottement, ont utilisé des gros brins en vue d'ancrer des câbles de grande force, brins constitués d'un toron central de 7 fils entouré

30 de 6 torons à pas inverse, dont le diamètre peut atteindre 40 mm. Ici également la hauteur des coins est nécessairement importante pour répar¬ tir l'effort de serrage. Utilisés avec des brins monotorons de type cou¬ rant de 13 ou 15 mm, ces ancrages en une seule couronne restent de dia¬ mètre important pour une hauteur réduite.

35 Recherchant une augmentation de la force du câble par une augmen¬ tation du nombre de brins au-delà de douze, les coins deviendraient de montage difficile compte tenu alors de leur relative petitesse ; le dia¬ mètre du tunnel central nécessaire au passage du câble dans la structure augmenterait de manière gênante.

Une augmentation du nombre de brins entre les faces en regard de deux coins juxtaposés augmenterait l'aire de la portée conique des coins, qui, pour des contingences de construction extérieure au tunnel formé par le cylindre fictif enveloppant le faisceau des brins, se trou- verait loin en-dessous des gorges enserrant lesdits brins ; de coûteuses jambes de forces apparaîtraient ainsi à l'extérieur des coins.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvé¬ nients dits ci-dessus. A cet effet il inclut l'une ou plusieurs des ca¬ ractéristiques parmi celles qui sont décrites ci -après, à T 'intérieur d'une famille d'ancrages à coins allant du plus simple formé de 2 coins enserrant deux brins, au plus général à coins multiples ^' enserrant une pluralité de brins radialement juxtaposés entre les faces en regard des- dîts coins, dans des gorges dont la paroi est munie de stries capables de s'indenter dans les brins à ancrer, sans altérer les caractéristiques minimales requises pour permettre la mise en oeuvre du câble.

Selon l'invention, une pluralité de brins est insérée dans des demi -gorges striées opposées, entre les côtés radiaux en regard des coins. Ces brins sont préfèrent! ellement juxtaposés et aussi près que possible de l'axe du faisceau des brins, parallèlement à cet axe ; les brins se trouvent ainsi disposés à la fois en nappes radiales et sur des cylindres concentriques au faisceau formant le câble à ancrer ; des dispositions radiales à brins évasés suivant des cônes de même angle ou non, ayant même sommet ou non, ne sont toutefois pas exclues. Un faisceau de brins arrangé selon un seul cylindre dit ci-dessus constitue dans l'ancrage un système de forces parfaitement articulé ; à partir de deux cylindres ou nappes circulaires le système enserrant les brins devient hyperstatique ; la difficulté liée aux tolérances de fabrication des éléments coopérants augmente alors avec le nombre des brins. Cette difficulté réside essentiellement en ce que des brins non en contact avec les coins peuvent glisser sans s'ancrer, principalement lors de l'effet d'amorçage de l'auto-ancrage. Il est bien connu de réaliser des gorges striées par filetage à sommets aigus, le diamètre intérieur au sommet des filets étant légèrement inférieur à celui des brins ; les bords des gorges ainsi striées viennent s'appuyer sur les brins en exer- çant un effet de pincement relativement important pour un enfoncement modéré des coins, pincement qui permet l 'indentatîon des stries ; en cas d ¹ excentrati on latérale d'une demi -gorge, un contact oblique préfé¬ rentiel s'établit entre les sommets diamétralement opposés et favorise 1 'îndentation des stries.

L'amorçage de l'effet auto-ancrant du câble ainsi réalisé, le risque de glissement disparaît à mesure que l'effort de tension augmen¬ te, grâce à la déformabilité plastique transversale des brins. Ces ef¬ fets successifs et cumulés de pincement des brins, d'indentation des stries et de déformation plastique des brins permettent d'assimiler l'action des brins dans les demi-gorges en regard des faces radiales de deux coins juxtaposés, à l'action d'une pression hydrostatique qui rend ainsi le système relativement articulé et stable.

Selon l'invention, en combinaison avec les multiples gorges striées situées entre chaque paire de faces radiales juxtaposées, pour plus de douze brins ancrés, la portée des coins s'engage à l'intérieur du volume délimité par le cylindre ou cône formant le gabarit d'encom¬ brement du faisceau des brins à ancrer, et ainsi donc au-dessous des gorges ancrantes des coins. Le corps d'ancrage possède alors un cône femelle d'appui, en regard des portées des coins, muni de gorges radia¬ les assurant le passage des brins, gorges faisant apparaître des jambes de force supportant en totalité ou en partie lesdits coins et mobilisant les forces radiales d'enserrement des coins. Ce mode le plus complexe résulte de la combinaison des ^• multiples gorges striées par coin avec la multiplicité desdits coins. En effet, les ancrages à coins radiaux sont du type général auto-ancrant par friction et cisaillement au con¬ tact des stries des gorges, sous l'action d'un serrage obtenu par coin¬ cement dans le corps d'ancrage à appui conique, tel que représenté dans les figures 12 et 13, où : T* = force d'un brin ancré

S* = force nécessaire pour ancrer un brin Â-* = réaction d'appui normale à [<.+f>) G = le point d'appui théorique d'un coin o4 = angle physique du cône = frottement cônes mâle/femelle à l'appui n = le nombre de coins fractionnant le mors i f = frottement stries/brin à ancrer s ₀ = ≈ coef. de serrage mini nécessaire à l'ancrage du brin s = coef. de serrage retenu

L'équilibre à l'an fage s'obtient si : fS » ? soit ? » s ₀ F (3)

Dans la figure 7 on observe

Dans la figure 8 on observe :

S ^T ^ (2) ^{• 2 sln} —

De (1) et (2) il vient

TΓ (4)

2 tg (^+ ) sin

Les gorges striées I fort frottement permettent la réduction du serrage S et par là permettent de réduire la hauteur des gorges assurant la répartition de ce serrage, et abaissent la position du point G, point théorique d'appui. De la formule (4) il apparaît, pour un serrage ."s" constant, et à frottement constant, que 1 'angleoC est croissant avec le nombre de coins "n". D'autre part, augmentant le nombre de brins en¬ serrés entre deux faces radiales en regard, la force A se déplace vers l'intérieur de l'ancrage, et G, point théorique d'appui, descend. Il est économiquement avantageux de réduire la hauteur des coins : ainsi, afin de répartir également ladite force A sur le cône d'appui, il con¬ vient d'augmenter la portée desdits coins sur le corps d'ancrage comme représenté aux figures 14 et 15, par l'ajout de "jambes de force" inter¬ nes au faisceau des brins tendus.

Cette construction incluant des jambes de force apparaît pour les matériaux habituellement mis en oeuvre dans des dispositifs d'ancrage pour câbles de plus de douze brins ancrés par plus de six coins à au moins deux gorges juxtaposées par force radiale. Il n'est cependant pas exclu que ces limites données à titre d'exemple soient modifiées en pré¬ sence d'autres matériaux. Enfin selon l'invention, dans une utilisation plus particulière, la partie extérieure approximativement cylindrique des coins située vers leur extrémité en dehors de la structure recevant l'effort du câble, est maintenue enserrée à l'intérieur d'une frette, après un pré ancrage

mécanique suffisant ; une butée solidaire du corps d'ancrage maintient fermement l'ensemble frette-coins en contact fonctionnel contre ce corps d'ancrage. En variante la frette est remplacée par une bague cylindrique fendue qui est engagée à force contre l'extérieur cylindrique des coins et la paroi cylindrique interne aménagée à cet effet dans le corps d'an¬ crage qui devient alors frette. Ces dispositions complémentaires visant la fiabilité à la mise en oeuvre fournissent au câble des conditions d'amorçage de l'auto-ancrage extrêmement efficaces, du fait de la forte îndentation des stries dans les brins et de la déformation transversale quasi définitive de ces brins, l'arrachement intempestif de ces derniers ne pouvant survenir qu'après cisaillement de 1 'indentation et après que l'effet d'ancrage ne se soit pas encore suffisamment exercé. Elles sont destinées aux ancrages inaccessibles lors de la mise en tension réalisée de ce fait à partir de l'autre extrémité du câble, tels que les ancrages dits morts noyés dans la masse du béton, ou les ancrages secondaires qui raccordent deux câbles afin de prolonger la structure et qu'on ap¬ pelle "coupleurs".

Les dessins annexés illustrent l'invention :

La" figure 1 représente en coupe axiale un dispositif d'ancrage se- Ion 1 'invention.

La figure 2 est une demi vue en plan de ce dispositif, coins en¬ levés sur la partie gauche.

La figure 3 est une coupe selon A-A d'un coin de ce dispositif. La figure 4 est une demi vue en plan sur deux paires de gorges. La figure 5 représente, en coupe axiale, le dispositif d'ancrage le plus simplifié, comportant deux coins enserrant deux brins juxtapo¬ sés.

La figure 6 est une vue en plan sur les coins de ce dispositif. La figure 7 représente, en coupe axiale, un dispositif d'ancrage à douze brins comportant six coins à deux demi-gorges striées juxtapo¬ sées par face radiale ne nécessitant pas encore de jambes de force. La figure 8 est une vue en plan sur les coins selon la figure 7. La figure 9 représente, en coupe axiale, un dispositif d'ancrage à plus de douze brins, comportant plus de six coins avec au moins deux demi-gorges striées juxtaposées par face radiale, pourvu de jambes de force.

La figure 10 est une demi-vue A-A et une demi-vue B-B sur les coins selon la figure 9.

La figure 11 montre une application avec pré-ancrage et pré-blocage dans un coupleur destiné à prolonger un câble.

La figure 12 représente le principe de l'appui conique générant des réactions radiales, dans l'hypothèse simplificatrice d'un seul brin enserré entre les faces radiales de deux coins juxtaposés.

La figure 13 est une vue en plan selon la figure 12. La figure 14 est une extension à deux brins juxtaposés enserrés entre chaque paire de faces radiales opposées des coins. La figure 15 est une vue en plan selon la figure 14. L'ancrage représenté dans les figures 11 comporte dix-huit coins

(1) enserrant entre leurs demi -gorges opposées (10) les cent quatre- vingts brins (8) d'un câble arrangé en dix-huit nappes radiales de chacune dix brins. Ces demi -gorges (10) ont leur paroi filetée en hélice ; la pointe aîgϋe (19) du filet est capable de mordre dans les brins (8). Les coins (1) ont chacun une portée d'appui (3) située sous les gorges (10) en extrémité d'une courte jambe de force (5) et à l'intérieur du cône fictif enveloppant le faisceau des brins (8).

Le corps d'ancrage (2) présente un cône femelle (4) qui coopère par appui et glissement avec les portées (3) des coins ; des gorges ra- diales (11) permettent le passage des brins (8) à travers ledit cône femelle, et font ainsi apparaître des jambes de force (6) en relation d'opposition avec les jambes (5). L'effort de précontrainte est ici transmis à la structure en béton (15) par la face d'appui élargie (9) du corps (2). Dix brins sont logés entre les deux faces en regard de deux coins juxtaposés, dans des demi-gorges dont le diamètre du cylindre fictif interne à la pointe aiguë (19) du filetage (10) est légèrement inférieu¬ re au diamètre extérieur du brin à ancrer. L'effet de pincement ainsi obtenu apparaît à la figure 4 dans laquelle deux demi -gorges en regard sont exagérément décalées, simulant ainsi un désaxage permis par les tolérances de fabrication ; le pincement d'un brin entre les sommets (14) diamétralement opposés des demi -gorges génère, à partir de la for¬ ce théorique F de serrage due au système de coins une force S normale au brin en contact, substantiellement supérieure à F, et capable d'în- denter le filetage dans ledit brin. Ce pincement est provoqué par un enfoncement suffisant de l'ensemble des coins par appui sur leur face supérieure (13) à l'aide d'un vérin auxiliaire ou par simple frappe à la masse ; ledit pincement assure un excès de serrage pour chacun des

brins lors de l'amorçage de l'effet d'auto-ancrage, jusqu'à ce que la déformation plastique ultérieure desdits brins répartisse également la force de serrage globale entre chacun d'eux.

L'ancrage représenté dans les figures 5 et 6 comporte deux coins enserrant deux brins formant ensemble un tronc de cône coupé diamétrale¬ ment et comportant chacun, en relation d'opposition, deux demi -gorges striées juxtaposées.

L'ancrage représenté dans les figures 7 et 8 comporte six coins enserrant entre chacune de leurs faces radiales opposées deux brins dans deux demi-gorges striées juxtaposées arrangées en deux couronnes concen¬ triques.

L'ancrage représenté dans les figures 9 et 10 comporte 9 coins en¬ serrant entre chacune de leurs faces radiales opposées deux brins dans deux demi gorges (10) striées juxtaposées arrangées en deux couronnes concentriques. Les coins (1) ont chacun une partie de leur portée d'ap¬ pui (3) située sous les gorges (10) en extrémité d'une courte jambe de force (5) et à l'intérieur du cône ou cylindre fictif (7) enveloppant le faisceau des brins (8). Le corps d'ancrage (2) présente un cône fe¬ melle (4) partiellement découpé par des gorges radiales (11) ; ces gor- ges permettent le passage des brins (8) extérieurs au câble à travers ledit cône femelle, faisant ainsi apparaître des jambes de force (6) en relation d'opposition avec les jambes (5).

La figure 11 représente un coupleur permettant de prolonger une première partie de structure en béton précontraint (15) post- tendue, ici située à gauche de la figure, par une seconde partie (16) réalisée postérieurement et ici représentée à droite. Le premier câble composé de trente-six brins (8) est normalement tendu par son extrémité tra¬ versant la partie primaire du coupleur ; le premier ancrage constitué par les coins (1) et le corps d'ancrage (2) est alors dit "actif" et se comporte comme dit plus avant. Le second câble est ensuite mis en place grâce au second ancrage comprenant les coins (Ibis) et le corps d'ancrage (2bis) ; le couplage des deux câbles s'obtient par vissage d'un manchon (17) dans les deux corps d'ancrage (2) et (2bis) ; le béton de la structure (16) étant coulé en place, il est clair que l'ancrage dit "passif" ou "mort" du deuxième câble est inaccessible et que ledit câble devra être tendu par son autre extrémité ; il sera alors impossi¬ ble d'amorcer l'effet d'auto ancrage par enfoncement des coins (2bis) qui risquent donc de laisser s'échapper les brins.

Afin de pallier ce risque, l'extrémité passive est préancrée par enfoncement des coins (Ibis) dans le corps d'ancrage (2bis) avec une force telle que le risque de glissement est supprimé du fait d'une în- deπtation suffisante des stries garnissant les gorges (lObis), et d'une 5 déformation plastique transversale quasi définitive des brins. Une bague

(18) est alors enfoncée de manière à fretter les coins à leur partie sensiblement cylindrique (12) formant ainsi une tête fixe ; ladite tête est enfin fermement pré-bloquée dans le corps d'ancrage (2bis) par vis¬ sage du manchon de raccordement (17) contre la frette (18). 0 Les éléments (Ibis), (2bis), (17) et (18) peuvent constituer un ancrage pour hauban d'ouvrage suspendu ou pour une amarre de corps flot¬ tant, munis des aménagements appropriés aux usages. De grandes varia¬ tions de l'effort de tension dans le câble peuvent être admises, sans risque de désancrage des brins, grâce au pré-ancrage des coins fermement 15 maintenus en position fonctionnelle.

L'ancrage représenté dans les figures 1, 5, 7 et 9 peut être égale¬ ment muni de la frette (18) et d'une butée (17) qui peut avantageusement - être un capot maintenu solidaire du corps d'ancrage (2) par vis. Cet ancrage ainsi équipé, noyé dans la masse du béton et dont le câble est 20. tenu par l'extrémité opposée est dit "ancrage passif mort".