Procédé de protection de câbles de précontrainte metalliques gaines

Abstract

 Procédé de protection de câbles métalliques sous tension logés dans des gaines qui consiste à l'injection d'un produit souple et stable à base de cire pétrolière.
Application à la réalisation des structures des ouvrages d'art.

Description

[0001] L'invention concerne un procédé de protection de câbles métalliques sous tension logés dans des gaines. Elle concerne en particulier la protection des câbles de précontrainte de structures des ouvrages d'art, que ces câbles soient extérieurs ou intérieurs aux dites structures, mais aussi les tirants d'ancrage ou les haubans.

[0002] Le principe de la précontrainte est bien connu de l'homme de l'art et on rappellera simplement qu'il consiste à loger un ou plusieurs câbles dans une gaine et à mettre ces câbles sous tension. Du fait de la mise sous tension de ces câbles, il est nécessaire de prendre certaines précautions visant à éviter au maximum tout phénomène de corrosion. Pour cela, il est d'usage d'injecter à l'intérieur de la gaine un coulis de ciment qui présente cependant l'inconvénient de constituer un enrobage rigide susceptible de se fissurer.

[0003] On a plus récemment proposé d'injecter un produit souple constitué par une graisse. Cette méthode a été utilisée lors de la construction d'un pont sur le Loir à la Flèche et décrite dans la revue TRAVAUX Juillet/Août 83.

[0004] Mais cette méthode d'injection de graisses présente plusieurs inconvénients. En particulier, la mise en oeuvre de l'injection est délicate car, du fait de la viscosité du produit, on est obligé d'injecter sous pression. Dans certains cas, pour des grandes longueurs de gaine par exemple, on est obligé de prévoir plusieurs points d'injection. De plus, la protection des câbles par cette graisse est incomplète car il est difficile de remplir complètement les vides entre les torons de chaque câble. Il y a des risques d'avoir des zones non protégées par la graisse, d'autant plus que celle-ci peut contenir des bulles d'air générées par la pompe d'injection. En outre, cette méthode présente aussi des inconvénients liés aux propriétés physicochimiques des graisses, en particulier des problèmes de ressuage et d'instabilité physique (reversibilité).

[0005] Au contraire, l'invention a pour objet un procédé de protection dépourvu de ces inconvénients. Pour cela elle prévoit un procédé de protection de câbles métalliques sous tension logés à l'intérieur d'une gaine qui consiste à injecter à l'intérieur de la gaine un matériau de protection souple et stable. Selon l'invention le procédé est caractérisé en ce que le matériau de protection comporte au moins une cire pétrolière.

[0006] De préférence, ledit matériau comporte en outre des additifs tels que des additifs antirouille et extrême-pression.

[0007] Selon une caractéristique préférée de l'invention, ladite cire est injectée à une température supérieure à la température de fusion.

[0008] De préférence, la cire est une cire microcristalline comprenant des hydrocarbures cycliques.

[0009] Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la cire pétrolière microcristalline utilisée présente les caractéristiques suivantes :

[0010] Après adjonction des divers additifs, la cire peut présenter les propriétés suivantes :

[0011] Selon un mode particulier, on pourra avantageusement utiliser une cire additivée commercialisée par la Société Elf France sous le nom INJECTELF C.P, constituée par 96% de cire microcristalline et d'huile minérale, le reste représentant les proportions d'additif.

[0012] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'injection est réalisée à une pression d'injection comprise entre 1 et 3 bars, de préférence entre 1,8 à 2,2 bars, et de préférence encore à une pression comprise entre 1,8 et 2 bars.

[0013] L'invention et ses caractéristiques et avantages seront mieux compris à la lecture suivante d'un exemple illustratif et nullement limitatif.

[0014] On a réalisé l'injection de câbles de précontrainte extérieure pour un ouvrage en béton.

[0015] L'ensemble à protéger est donc constitué par une armature de précontrainte constituée de 10 câbles rectilignes d'environ 300 mètres de long, chacun d'eux étant constitué de 17 torons galvanisés de 150 mm² de section. Chaque armature est mise sous tension, par paire, à une valeur proche de 70 % de la rupture garantie, ce qui a permis d'appliquer à la structure une contrainte uniforme de 4,2 MPa. Les ancrages comportent des clavettes double- gorge permettant des cycles tension-détension.

[0016] Les conduits recevant les armatures de précontrainte sont constitués de gaines en résine armée de fibre de verre, ayant un diamètre extérieur de 113,8 mm et une épaisseur de 2,28 mm. Chaque gaine est constituée d'un ensemble de gaines élémentaires d'environ 12 m de long reliées entre elles par des raccordements étanches. Elles sont installées sur des supports espacés de 4 m environ.

[0017] A une extrémité, chaque gaine comporte un capot métallique permanent constituant un confinement de l'injection. Le capot est relié à la gaine par un joint torique. L'injection a été réalisée à partir d'un produit amené sur le chantier par l'intermédiaire d'un camion citerne calorifugé.

[0018] On a réalisé deux séries d'injection de cinq gaines chacune. Pour ces deux séries d'injection, les différents paramètres observés sont notés dans le tableau I suivant.

[0019] Pour ces deux séries d'injection, on a constaté que chaque conduit avait été parfaitement rempli et qu'aucune reprise d'injection n'avait été nécessaire.

[0020] En effet, c'est là encore un autre avantage du procédé que de pouvoir être réalisé par étapes ou par "vagues" d'injection. Dans l'essai suivant, on a réalisé une injection en deux phases sur des gaines expérimentales d'une vingtaine de mètres de même nature que dans les séries d'essais précédents et comportant le même câble métallique.

[0021] On s'est alors aperçu que la cire refroidie au contact des torons restant dans le bas de la gaine et la cire chaude s'écoulant par dessus, il est parfaitement possible de réaliser l'injection en deux temps. Dans un premier temps, a été réalisée l'injection de 150 kg de produits, pendant 4 minutes sous une pression comprise entre 1 et 2 bars. Une heure après cette première injection, une deuxième injection de 50 kg a été réalisée.

[0022] Après refroidissement du produit, on a pu constater un très bon remplissage de la gaine, une parfaite migration du produit entre les torons de même qu'entre les fils périphériques et le fil central constituant chaque toron. Ces essais montrent bien que le procédé selon l'invention est beaucoup plus facile à mettre en oeuvre que les procédés d'injection de graisse selon l'art antérieur. En outre, ce procédé fiable et économique est parfaitement modulable.

[0023] Enfin, du fait de l'utilisation d'une cire-pétrolière qui ne présente pas de phénomène de ressuage, le procédé selon l'invention est parfaitement écologique. L'ensemble ainsi constitué étant parfaitement stable, il est utilisable dans des ouvrages soumis à des grandes variations de température, d'autant plus que le matériau utilisé est reversible.

Revendications

1 - Procédé de protection de câbles métalliques de précontrainte sous tension logés à l'intérieur d'une gaine par injection à l'intérieur de la gaine d'un matériau de protection, caractérisé en ce que le matériau de protection comporte au moins une cire pétrolière microcristalline.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau de protection est injecté à une température supérieure à sa température de fusion.

3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau de protection comporte en outre au moins un additif antirouille.

4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau de protection comporte au moins un additif extrême-pression.

5 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'injection est réalisée à une pression comprise entre 1 et 3 bars, de préférence entre 1,8 et 2,2 bars ou entre 1,8 et 2 bars.

6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injection a lieu après que le câble ait été mis sous tension.