SYSTEME DE CONNEXION D'UN CABLE A UNE STRUCTURE D'OUVRAGE DE CONSTRUCTION

Description

[0001] La présente invention est relative à un système de connexion entre un câble pour structure d'ouvrage de construction et un élément de cette structure, le câble comprenant au moins un fil. Un câble conforme au préambule de la revendication 1 est décrit dans FR 2 708 017 A.

[0002] La présente invention concerne en particulier les câbles constitués d'un certain nombre de brins eux-mêmes rassemblant plusieurs fils, qui sont sollicités notamment en traction dans les structures d'ouvrage de construction telles que des plates-formes off-shore à lignes tendues, ou des ponts suspendus ou haubanés.

[0003] Les systèmes de connexion sont nécessaires pour ancrer les câbles par exemple au fond de la mer. L'accessibilité de ces systèmes n'est alors pas toujours aisée, ce qui rend leur mise en place coûteuse.

[0004] L'invention a pour but de fournir un système de connexion dans lequel les fils sont fermement ancrés pour résister notamment aux efforts de traction et ce, par des moyens simples, efficace et peu coûteux.

[0005] A cet effet, selon l'invention, un système de connexion du genre en question est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend :

• un dispositif de serrage qui est lié à l'élément de structure, et
• un dispositif de transmission d'efforts qui transmet les efforts de serrage du dispositif de serrage au câble et qui loge ledit au moins un fil du câble, et en ce que ledit au moins un fil est collé dans le dispositif de transmission d'efforts.

[0006] Ainsi, grâce à ces dispositions, chaque fil du câble est fermement et simplement retenu lorsque ce fil est mis en traction.

[0007] Dans des modes de réalisation préférés de l'armature selon l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

• le dispositif de serrage comprend au moins deux clavettes d'un mors qui sont en appui sur le dispositif de transmission d'efforts et des moyens de mise en compression du mors ;
• les moyens de mise en compression comportent un fourreau dont la paroi intérieure est de forme convergente en direction d'une extrémité du fourreau, les clavettes du mors étant de forme complémentaire à celle de ladite paroi intérieure et étant montées dans le fourreau pour être serrées par effet de coin dans le fourreau ;
• les clavettes sont de section longitudinale sensiblement de forme triangulaire ;
• le dispositif de transmission comprend au moins deux plaquettes, chacune des plaquettes portant au moins un canal de forme complémentaire à au moins une partie de la forme de la section transversale du fil, les plaquettes étant montées en regard pour que les canaux des plaquettes forment au moins un passage dans lequel est logé ledit au moins un fil ;
• une pluralité de fils est logée dans plusieurs passages eux-mêmes délimités par plusieurs plaquettes (11) qui sont empilées les une sur les autres pour former au moins un brin ;
• les clavettes recouvrent en totalité la surface extérieure d'un tronçon du brin ;
• le dispositif de transmission comprend au moins un manchon cylindrique dans lequel est logé ledit au moins un fil ;
• ledit au moins un fil est emmanché de force dans ledit au moins un manchon ;
• une pluralité de manchons sont montés adjacents les uns aux autres dans les clavettes ;
• les fils sont réalisés en matériau composite à base de fibres de carbone ; et
• les fils sont des fils pleins.

[0008] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 est une vue schématique générale d'une plate-forme offshore comprenant des câbles ancrés par des systèmes de connexion selon la présente invention ;
• la figure 2 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation de l'un des systèmes de connexion de la figure 1 selon la présente invention ;
• la figure 3 est une vue en perspective éclatée des seules plaquettes du système de la figure 2 ;
• la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du système de la figure 2 ;
• la figure 5 est une vue en perspective d'une deuxième forme de réalisation de l'un des systèmes de connexion de la figure 1 selon la présente invention ; et
• la figure 6 est une vue en coupe longitudinale du système de la figure 5.

[0009] La structure d'ouvrage de construction 1 représentée à la figure 1 et dans laquelle sont intégrés plusieurs systèmes de connexion selon la présente invention, prend par exemple la forme d'une plate-forme offshore. Cette plate-forme comporte classiquement une partie supérieure 2 qui est généralement située au dessus du niveau de la mer et qui est ancrée dans le fond 3 de la mer par des séries 4, 5 de câbles 6.

[0010] Chaque câble est tendu entre un élément constitutif 7 de la plate-forme 1, par exemple à des poutres de la partie supérieure 2, et un massif d'ancrage situé au fond 3 de la mer au moyen de systèmes de connexion 10 qui vont être décrits ci-après. Chaque câble est soumis à des efforts de traction importants tout en étant très résistants à la fatigue et à la corrosion.

[0011] Chaque câble 6 est constitué, de manière connue en soi, d'un faisceau de plusieurs brins qui sont eux-mêmes réalisés à partir d'une série de fils élémentaires 9. Le lecteur appréciera dans la suite que chaque câble peut être réduit à un brin ou même à un fil élémentaire.

[0012] Comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 2 et 4, chaque brin est constitué d'un ensemble de fils 9 qui sont par exemple parallèles entre eux au niveau de leurs extrémités. Le brin ainsi formé peut être réuni à d'autres brins pour former le câble 6.

[0013] Chaque fil 9 est réalisé en matériau métallique ou en matériau composite composé de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice de résine. Les fibres unidirectionnelles sont de préférence en carbone et peuvent être des fibres à haute résistance ou des fibres à haut module qui sont noyées dans une matrice époxyde réticulée, obtenue par exemple par un procédé de pultrusion.

[0014] Avantageusement, les fils 9 sont de forme cylindrique à base circulaire et sont des fils pleins. Ils peuvent être également de tout autre profil, tel qu'un profil carré ou hexagonal.

[0015] Le système de connexion 10 selon la présente invention comprend un dispositif de serrage 11 qui est lié à l'élément de structure 7 et un dispositif de transmission d'efforts 12. Ce dispositif de transmission est soumis aux forces de serrage exercées uniformément par le dispositif de serrage 11 et transmet ces forces aux fils 9 du brin qui sont ainsi fermement serrés.

[0016] Le dispositif de transmission 12 consiste, dans le premier mode réalisation, en un certain nombre de plaques 15 entre lesquelles sont logés les fils 9.

[0017] Chacune des plaques 15 est sensiblement de forme rectangulaire et possède une face supérieure 16, une face inférieure 17 sensiblement plane et des bords longitudinaux 18, pris suivant l'épaisseur de la plaque, de forme courbe de manière à ce que l'ensemble des plaquettes 15, une fois superposées les unes aux autres, forment un cylindre à base circulaire. Ainsi, chaque plaquette 15 constitue en quelque sorte une tranche longitudinale d'un cylindre qui est de faible épaisseur par rapport à sa longueur.

[0018] Chacune des faces supérieure 16 et inférieure 17 des plaquettes 15 possède un canal 20. La section transversale des canaux 20 est voisine de la demi-section transversale des fils 9.

[0019] Les canaux 20 d'une face supérieure 16 d'une plaquette 15 sont en regard des canaux 20 d'une face inférieure 17 de la plaquette 15 suivante. Les canaux 20 définissent ainsi deux à deux des passages 21 dont la section transversale est complémentaire de celle des fils 9.

[0020] Les plaquettes 15 sont réalisées en matériau métallique ou en matériau composite ou organique.

[0021] Le dispositif de serrage 11 est constitué d'un mors 25 et de moyens 26 qui prennent ici la forme d'un fourreau pour mettre en compression le mors 25.

[0022] Le mors 25 possède plusieurs clavettes 27. L'ensemble des clavettes 27 définissent un cylindre à base annulaire possédant une extrémité proximale 28 et une extrémité distale 29. Le diamètre intérieur de ce cylindre est proche du diamètre de l'empilement cylindrique des plaquettes 15. L'épaisseur de la paroi au niveau de l'extrémité proximale 28 est supérieure à l'épaisseur de la paroi au niveau de l'extrémité distale 29. L'extrémité proximale est l'extrémité sur laquelle font saillie les extrémités des fils 9 tandis que l'extrémité distale est celle à partir de laquelle s'étendent les fils en direction du reste de l'ouvrage de construction.

[0023] Ainsi, chaque clavette 27 possède une face intérieure 30 en appui sur les plaquettes 15 et une face extérieure 31 convergente en direction de la face intérieure 30.

[0024] Le fourreau 26 est un cylindre à base annulaire dont la paroi intérieure 32 est de forme complémentaire de celle de la paroi extérieure du cylindre défini par les clavettes 27. Ainsi, le manchon 26 possède une première extrémité ou extrémité distale 33 dont l'ouverture est de diamètre inférieur à l'ouverture de la deuxième extrémité ou extrémité proximale 34 de ce manchon.

[0025] Par conséquent, la paroi intérieure 32 du fourreau est de forme tronconique et est complémentaire de la forme extérieure, elle-même tronconique, du cylindre défini par l'ensemble des clavettes 27. Le diamètre de l'ouverture de l'extrémité 33 est légèrement supérieur au diamètre du cylindre défini par l'empilement des plaquettes 15.

[0026] Pour réaliser le système de connexion 10 précédemment décrit, de la colle est appliquée dans chacun des canaux 20 des plaquettes 15, puis les fils 9 sont mis en place dans ces canaux et les plaquettes 15 sont empilées les unes sur les autres. L'empilement ainsi réalisé est alors inséré dans les clavettes 27. L'ensemble est ensuite enfilé dans le fourreau 26 par l'extrémité proximale 34, dont l'ouverture est de grand diamètre. Les clavettes 27 sont mises en compression par effet de coin entre leur surface extérieure et la face intérieure du fourreau 26 de sorte qu'une force de serrage prédéterminée est appliquée sur les plaquettes 15 et est transmise aux fils 9. Il suffit ensuite de procéder au séchage de la colle.

[0027] La force de serrage prédéterminée sur les fils 9 est fonction de la pente de chacune des faces inclinées des clavettes et du fourreau et de la force avec laquelle les clavettes 27 sont insérées dans le fourreau 26.

[0028] Ainsi, chaque fil 9 d'un brin est fermement ancré pour résister par exemple à des forces de traction.

[0029] Dans le mode de réalisation précédemment décrit, les plaquettes 15 du dispositif de transmission d'efforts occupent tout le volume intérieur du cylindre défini par les clavettes 27.

[0030] Dans le deuxième mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6, le système de connexion 50 ne diffère de celui précédemment décrit que par la forme du dispositif de transmission d'efforts 52, les autres éléments constitutifs sont semblables et portent des références numériques identiques.

[0031] Le dispositif de transmission 52 n'occupe plus tout le volume intérieur du cylindre défini par les clavettes 27 du mors 25. Ce dispositif consiste en une pluralité de manchons métalliques 55 par exemple réalisés en aluminium. Les manchons 55 sont de diamètre intérieur sensiblement identique au diamètre des fils 9 de manière à emmancher de force ces fils dans les manchons. Le diamètre extérieur des manchons est faible par rapport au diamètre intérieur du cylindre délimité par les clavettes 27.

[0032] Les fils 9 sont en outre collés à l'intérieur des manchons 55. Ces manchons sont réalisés en matériau à limite élastique basse, possédant une certaine plasticité.

[0033] Le montage du système de connexion 50 est sensiblement identique au montage du système du premier mode de réalisation. Les manchons 55 sont tangents les uns aux autres à l'intérieur des clavettes, chacun des manchons 55 étant en contact avec les manchons adjacents ou une clavette selon trois génératrices. En fait, lors du serrage, les manchons sont légèrement écrasés de sorte que chaque manchon est en contact suivant trois surfaces. Seule une partie d'entre eux, les manchons périphériques, sont en contact avec les clavettes.

[0034] En variante, les manchons peuvent être collés entre eux en comblant les interstices existant entre les manchons.

[0035] Dans encore une autre variante, les manchons 55 sont en section transversale, de forme extérieure non circulaire mais voisine d'un losange ou autre de manière à juxtaposer aisément les manchons.

Revendications

1. Câble (6) comprenant au moins un fil (9) et un système de connexion dudit câble (6) avec un élément (7) d'une structure d'ouvrage de construction (1), le système (10;50) comprenant :

- un dispositif de serrage (11) qui est destiné à être lié à l'élément (7) de structure,

- un dispositif de transmission d'efforts (12;52) qui transmet les efforts de serrage du dispositif de serrage (11) au câble (6) et qui loge ledit au moins un fil (9) du câble (6), caractérisé en ce que

ledit au moins un fil (9) est collé dans le dispositif de transmission d'efforts (12;52).

2. Câble selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de serrage (11) comprend au moins deux clavettes (27) d'un mors (25) qui sont en appui sur le dispositif de transmission d'efforts (12;52) et des moyens (26) de mise en compression du mors (25).

3. Câble selon la revendication 2, dans lequel les moyens de mise en compression (26) comportent un fourreau dont la paroi intérieure (32) est de forme convergente en direction d'une extrémité (33) du fourreau, les clavettes (27) du mors (25) étant de forme complémentaire à celle de ladite paroi intérieure (32) et étant montées dans le fourreau (26) pour être serrées par effet de coin dans le fourreau.

4. Câble selon la revendication 3, dans lequel les clavettes (27) sont de section longitudinale sensiblement de forme triangulaire.

5. Câble selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de transmission (12) comprend au moins deux plaquettes (15), chacune des plaquettes (15) portant au moins un canal (20) de forme complémentaire à au moins une partie de la forme de la section transversale du fil (9), les plaquettes (15) étant montées en regard pour que les canaux (20) des plaquettes (15) forment au moins un passage (21) dans lequel est logé ledit au moins un fil (9).

6. Câble selon la revendication 5, dans lequel une pluralité de fils (9) est logée dans plusieurs passages (21) eux-mêmes délimités par plusieurs plaquettes (15) qui sont empilées les une sur les autres pour former au moins un brin.

7. Câble selon la revendication 6, dans lequel les clavettes (27) recouvrent en totalité la surface extérieure d'un tronçon du brin.

8. Câble selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de transmission (52) comprend au moins un manchon cylindrique (55) dans lequel est logé ledit au moins un fil (9).

9. Câble selon la revendication 8, dans lequel ledit au moins un fil (9) est emmanché de force dans ledit au moins un manchon (55).

10. Câble selon la revendication 9, dans lequel une pluralité de manchons (55) sont montés adjacents les uns aux autres dans les clavettes (27).

11. Câble selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel les fils (9) sont réalisés en matériau composite à base de fibres de carbone.

12. Câble selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel les fils (9) sont des fils pleins.

Ansprüche

1. Kabel (6) mit mindestens einem Draht (9) und einem System zur Verbindung des genannten Kabels (6) mit einem Element (7) einer Struktur eines Bauwerks (1), wobei das System (10; 50) Folgendes aufweist:

- eine Klemmvorrichtung (11), welche dazu bestimmt ist, mit dem Strukturelement (7) verbunden zu werden,

- eine Vorrichtung zur Übertragung von Kräften (12; 52), welche die Klemmkräfte der Klemmvorrichtung (11) auf das Kabel (6) überträgt und in welcher der genannte mindestens eine Draht (9) des Kabels (6) eingesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte mindestens eine Draht (9) in der Vorrichtung zur Übertragung von Kräften (12, 52) eingeklebt ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, bei dem die Klemmvorrichtung (11) mindestens zwei Keile (27) einer Klemme (25), aufweist welche an der Vorrichtung zur Übertragung von Kräften (12; 52) abgestützt sind, und Mittel (26), um die Klemme (25) zusammenzudrücken.

3. Kabel nach Anspruch 2, bei dem die Mittel zum Zusammendrücken (26) ein Mantelrohr aufweisen, dessen Innenwand (32) in Richtung eines Endes (33) des Mantelrohrs konvergierend ausgebildet ist, wobei die Keile (27) der Klemme (25) eine komplementäre Form zu derjenigen der genannten Innenwand (32) aufweisen und in dem Mantelrohr (26) montiert sind, um durch Keilwirkung in dem Mantelrohr eingeklemmt zu werden.

4. Kabel nach Anspruch 3, bei dem die Keile (27) einen weitestgehend dreieckigen Längsschnitt aufweisen.

5. Kabel nach Anspruch 4, bei dem die Übertragungsvorrichtung (12) mindestens zwei Plättchen (15) aufweist, wobei jedes der Plättchen (15) mindestens einen Kanal (20) trägt, welcher komplementär zu mindestens einem Teil der Form des Querschnittes des Drahts (9) ausgebildet ist, wobei die Plättchen (15) einander zugewandt montiert sind, damit die Kanäle (20) der Plättchen (15) mindestens einen Durchgang (21) bilden, in dem der genannte mindestens eine Draht (9) eingesetzt ist.

6. Kabel nach Anspruch 5, bei dem eine Mehrzahl von Drähten (9) in mehreren Durchgängen (21) eingesetzt ist, welche selbst durch mehrere Plättchen (15) begrenzt sind, welche aufeinander gestapelt sind, um mindestens eine Ader zu bilden.

7. Kabel nach Anspruch 6, bei dem die Keile (27) die gesamte Außenoberfläche eines Aderabschnittes abdecken.

8. Kabel nach Anspruch 4, bei dem die Übertragungsvorrichtung (52) mindestens eine zylindrische Hülse (55) aufweist, in welche der genannte mindestens eine Draht (9) eingesetzt ist.

9. Kabel nach Anspruch 8, bei dem der genannte mindestens eine Draht (9) in die genannte mindestens eine Hülse (55) hineingezwängt ist.

10. Kabel nach Anspruch 9, bei dem eine Mehrzahl von Hülsen (55) aneinander angrenzend in den Keilen (27) montiert ist.

11. Kabel nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei dem die Drähte (9) aus einem Verbundmaterial auf der Basis von Kohlenstofffasern hergestellt sind.

12. Kabel nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei dem die Drähte (9) Volldrähte sind.

Claims

1. Cable (6) comprising at least one wire (9) and a connecting system for connecting said cable (6) and an element (7) of a building work structure (1), the system (10; 50) comprising :

- a clamping device (11) which is connected to the structure element (7),

- a load transmitting device (12; 52) which transmits the clamping loads of the clamping device (11) to the cable (6) and which houses said at least one wire (9) of the cable (6),

characterized in that said at least one wire (9) is bonded into the load transmitting device (12; 52).

2. Cable according to claim 1, in which the clamping device (11) comprises at least two keys (27) of a jaw assembly (25), which bear against the load transmitting device (12; 52) and means (26) for compressing the jaw assembly (25).

3. Cable according to claim 2, in which the compressing means (26) comprise a sleeve, the interior wall (32) of which converges toward one end (33) of the sleeve, the keys (27) of the jaw assembly (25) being of a shape that complements that of said interior wall (32) and being mounted in the sleeve (26) so that they can be clamped in the sleeve by a wedge effect.

4. Cable according to claim 3, in which the keys (27) have an approximately triangular longitudinal cross section.

5. Cable according to claim 4, in which the transmitting device (12) comprises at least two plates (15), each of the plates (15) carrying at least one channel (20) of a shape that complements at least part of the shape of the cross section of the wire (9), the plates (15) being mounted facing each other so that the channels (20) in the plates (15) form at least one passageway (21) in which said at least one wire (9) is housed.

6. Cable according to claim 5, in which a number of wires (9) is housed in a number of passageways (21) themselves delimited by a number of plates (15) which are stacked one upon the other to form at least one strand.

7. Cable according to claim 6, in which the keys (27) entirely cover the exterior surface of a portion of the strand.

8. Cable according to claim 4, in which the transmitting device (52) comprises at least one cylindrical sleeving (55) in which said at least one wire (9) is housed.

9. Cable according to claim 8, in which said at least one wire (9) is forced into said at least one sleeving (55).

10. Cable according to claim 9, in which a number of sleevings (55) are mounted adjacent to one another in the keys (27).

11. Cable according to any one of Claims 4 to 10, in which the wires (9) are made of a carbon-fiber-based composite.

12. Cable according to any one of Claims 4 to 11, in which the wires (9) are solid wires.

Dessins