La présente invention concerne les poutres du bâtiment et des travauxThe present invention relates to the beams of the building and works
publics susceptibles de se fissurer. Ce brevet propose d'assouplir les poutres en béton armé par des rotules élastiques permettant d'éviter ou d'atténuer une éventuelle fissuration du béton. likely to crack. This patent proposes to soften the reinforced concrete beams by elastic ball joints to prevent or mitigate a possible cracking of the concrete.
On sait que, sous chargement, les poutres fléchissent entre leurs deux appuis d'extrémité. Cette flexion se traduit par un raccourcissement du béton en partie supérieure de la poutre et un allongement de la partie inférieure, allongement qui produit une traction dans le béton. Or, le béton est un matériau qui résiste bien en compression mais très mal à la traction, ce qui provoque, dans les poutres monolithiques traditionnelles, la fissuration de la partie inférieure de la poutre. La fissuration présente un double inconvénient pour la tenue ultérieure de la poutre. Car, non seulement, la fissure affaiblit la résistance de la poutre en diminuant son inertie mécanique, mais en plus l'ouverture de la fissure est propice à l'oxydation de l'armature en acier enrobée dans le béton et placée, justement, dans cette zone tendue du béton. Il en résulte un affaiblissement de la poutre jusqu'à rupture possible, à terme. Et ceci est d'autant plus dangereux que, dans cette zone, l'acier est en traction, sous chargement, donc d'autant plus vulnérable à une rupture rapide. En effet, des expériences de laboratoire et des constats d'effondrement in situ (retour d'expérience) ont prouvé les risques présentés par l'augmentation de la vitesse de corrosion de l'acier sous tension. Et pire encore, l'oxydation de l'acier, et donc sa destruction, seront d'autant plus rapides que l'acier sera plus tendu. It is known that, under loading, the beams flex between their two end supports. This bending results in a shortening of the concrete in the upper part of the beam and an elongation of the lower part, elongation that produces traction in the concrete. However, concrete is a material that is resistant to compression but very poorly tensile, which causes, in traditional monolithic beams, cracking of the lower part of the beam. The cracking has a double disadvantage for the subsequent holding of the beam. Because, not only does the crack weaken the strength of the beam by reducing its mechanical inertia, but in addition the opening of the crack is conducive to the oxidation of the steel reinforcement embedded in the concrete and placed, precisely, in this area stretched concrete. This results in a weakening of the beam until possible rupture, eventually. And this is all the more dangerous because, in this zone, the steel is in tension, under loading, so all the more vulnerable to a rapid break. Indeed, laboratory experiments and observations of collapse in situ (feedback) have proved the risks presented by the increase in the corrosion rate of the steel under tension. And even worse, the oxidation of the steel, and therefore its destruction, will be all the more rapid as the steel will be more tense.
A l'heure actuelle, les problèmes posés par la fissuration du béton n'ont pas encore été définitivement résolus. A tel point que, par sécurité, les calculs de résistance des matériaux font encore abstraction du béton dans la zone tendue de la poutre (circulaire des T.P. de 1934). Contre la fissuration du béton de nombreux moyens ont été envisagés. La précontrainte en est actuellement le procédé le plus connu et le plus utilisé (industrialisation), même si la réglementation de la précontrainte autorise, pourtant, la possibilité d'une éventuelle fissuration admissible pour une large part d'applications (Classes Il et III Recommandations ASP.1965). Dans le même but, d'anciens brevets (7409615, 7701856, 8513872 etc) proposant des procédés spéciaux d'enrobage de l'armature tendue, ou encore des dispositifs de réglage automatique de la précontrainte, ont tenté sans résultat probant, ni applications réelles concluantes, de limiter la fissuration du béton. Phénomène complexe et ambigu, la fissuration est quasiment inévitable à l'échelle microscopique (microfissures = fonctionnement naturel du béton tendu), elle est difficilement prévisible et maîtrisable à l'échelle macroscopique (macrofissures ouvertes de flexion de la poutre), comme nous le préciserons par la suite. Ce qui précède montre combien le problème de la fissuration n'est pas simple à résoudre radicalement. Toutefois, les rotules élastiques disposées, selon l'invention, le long de la poutre devraient contribuer à répondre aux divers inconvénients et handicaps évoqués, en scindant la poutre en plusieurs morceaux, chacun de ces morceaux subissant une courbure de flexion réduite du fait de sa faible longueur. En effet, on sait que la flèche maximale possible d'une poutre est proportionnelle au cube de sa portée. Or, si nous divisons , d'abord, la poutre en deux parties par une seule rotule, alors, chaque morceau devient lui-même une poutre de longueur forcément inférieure à la poutre supposée sans rotule. La flèche de ce morceau sera donc inférieure à la flèche qu'aurait la poutre sans rotule. Donc, le béton de ce morceau sera moins sollicité, donc moins de probabilité de fissuration que pour la poutre sans rotule et ceci, d'autant plus que la portée intervient au cube pour la flèche. Et si maintenant, nous multiplions suffisamment les rotules (plus de morceaux) nous pouvons arriver à des morceaux très courts de flèche pratiquement nulle, la flexion de la poutre se localisant dans les rotules (rotation aux articulations seulement) et conduisant à éliminer quasiment toute possibilité de fissuration de chaque morceau, donc absence de fissure dans la poutre souple, assemblage de ces morceaux intacts. A la limite, on peut penser que plus il y aura de rotules, moins les morceaux seront fléchis et donc moins la fissure sera probable, chaque rotule jouant le rôle d'une "fissure artificielle" prévue par le projeteur-constructeur pour éviter la véritable fissure à l'évolution anarchique et dangereuse puisque imprévisible à priori par le calculateur. Mais nous allons voir qu'un raisonnement différent du précédent peut également conduire à la même conclusion. En effet, examinons maintenant la proportion dimensionnelle de chaque morceau d'une poutre souple, cette proportion étant définie par le rapport h!L où h est la hauteur de la poutre et L la longueur du morceau. Supposons h constant et L décroissant pour des rapports h/L> 1, soit des hauteurs supérieures à la longueur du morceau, alors l'aspect élancé du morceau exclura toute idée de flexion dans son plan vertical, chaque morceau travaillant, sous chargement, comme un arc de décharge transmettant directement les efforts aux rotules, l'armature inférieure servant, dans ce cas, de tirant à l'arc de décharge. Et, à la limite, pour un rapport h/L très grand (L suffisamment petit) chaque morceau sera très étroit et plus vraisemblablement assimilable à un poteau, simple button transmettant directement la charge à l'armature inférieure. Dans cette dernière hypothèse, on voit bien que le béton sera plus comprimé que tendu ce qui élimine toute probabilité importante de fissuration du béton, donc même conclusion que précédemment : la présence de rotules permettant la flexion globale de la poutre souple exempte de fissure. At present, the problems posed by the cracking of the concrete have not yet been definitively solved. So much so that, for reasons of safety, material resistance calculations still abstract concrete in the tensile zone of the beam (PT circular of 1934). Many ways of cracking concrete have been considered. Prestressing is currently the best-known and most widely used process (industrialization), even if the regulation of prestressing allows, however, the possibility of possible cracking permissible for a large part of applications (Classes II and III Recommendations ASP.1965). For the same purpose, old patents (7409615, 7701856, 8513872 etc.) proposing special methods of coating the tensioned reinforcement, or else devices for automatic adjustment of the prestressing, have tried without convincing results or real applications. conclusive, to limit concrete cracking. Complex and ambiguous phenomenon, cracking is almost inevitable at the microscopic scale (microcracks = natural functioning of the concrete stretched), it is difficult predictable and controllable on the macroscopic scale (open macrofissures of bending of the beam), as we will specify thereafter. The above shows how much the problem of cracking is not easy to solve radically. However, the elastic ball joints arranged, according to the invention, along the beam should help to meet the various disadvantages and handicaps evoked, by splitting the beam into several pieces, each of these pieces undergoing a reduced bending curvature due to its short length. Indeed, we know that the maximum possible deflection of a beam is proportional to the cube of its range. Now, if we first divide the beam into two parts by a single ball, then each piece itself becomes a beam of length necessarily inferior to the supposed beam without ball. The arrow of this piece will be lower than the arrow that would have the beam without patella. Thus, the concrete of this piece will be less stressed, therefore less likely to crack than for the beam without ball joint and this, especially as the scope intervenes at the cube for the arrow. And if we now multiply the kneecaps (more pieces) we can achieve very short pieces of arrow practically zero, the flexion of the beam locating in the kneecaps (rotation to the joints only) and leading to eliminate almost any possibility cracking of each piece, so no crack in the flexible beam, assembly of these pieces intact. At the limit, we can think that the more patellaes, the less the pieces will be bent and therefore the less the crack will be likely, each patella playing the role of an "artificial crack" provided by the designer-builder to avoid the real crack with anarchic evolution and dangerous since unpredictable a priori by the calculator. But we will see that a reasoning different from the previous one can also lead to the same conclusion. In fact, let us now examine the dimensional proportion of each piece of a flexible beam, this proportion being defined by the ratio h! L where h is the height of the beam and L is the length of the piece. Suppose h constant and L decreasing for ratios h / L> 1, ie heights greater than the length of the piece, then the slender aspect of the piece will exclude any idea of bending in its vertical plane, each piece working, under loading, as a discharge arc directly transmitting the forces to the ball joints, the lower armature serving, in this case, pulling the discharge arc. And, at the limit, for a ratio h / L very large (L sufficiently small) each piece will be very narrow and more likely to be assimilated to a post, simple button directly transmitting the load to the lower frame. In the latter case, it is clear that the concrete will be more compressed than tensioned which eliminates any significant probability of cracking concrete, so same conclusion as before: the presence of ball joints allowing the overall flexion of the flexible beam free of crack.
Après les deux raisonnements précédents sur la longueur des morceaux et la fissuration du béton, notons qu'il existe encore un troisième type de raisonnement faisant intervenir, cette fois, non seulement la dimension des morceaux mais aussi le degré de cohésion du béton de chaque morceau ("effet d'échelle"). Sur cette question, il sera montré, par la suite, dans l'exposé des applications, comment la préfabrication permettrait d'améliorer, encore, la prise en compte de la fissuration probable du béton dans la conception (mesures et calculs) de la future poutre souple à exécuter. Examinons maintenant en quoi consiste une rotule élastique selon l'invention : chaque rotule est composée principalement d'un joint pratiqué dans le béton au point le plus sollicité de la poutre. Le joint peut être sec, les deux faces du joint étant directement en contact et sans élément intermédiaire. Le joint peut également être rempli d'un produit élastique à caractéristiques mécaniques connues et testées en laboratoire (résistance limite, déformations, raccourcissement à la rupture, etc). L'armature de ce joint est constituée par des câbles roulant sur des poulies d'axe fixé aux morceaux de la poutre en traversant le béton. La disposition et la forme de ces câbles sont telles qu'elles permettent d'assurer la résistance du joint au moment de flexion et à l'effort tranchant ainsi que la transmission de ces efforts de part et d'autre du joint. Une des particularités de ce brevet est d'utiliser des câbles en forme de quadrilatère croisé dont chaque côté jouera un rôle particulier et dont le fonctionnement sera précisé dans la suite. Sous poids propre de la poutre seulement, un serrage préalable suffisant des câbles devra assurer l'aspect rectiligne de la poutre, par absence de flèche en sous-face avant tout chargement appliqué. Avant l'examen des différentes figures illustrant ce brevet, il convient de signaler que les barres à béton constituant les armatures proprement dites des morceaux des poutres souples ne sont pas toutes représentées, certaines étant seulement esquissées, sachant qu'elles appartiennent à la to technique traditionnelle du béton armé et ne sont donc pas revendiquées par le présent brevet. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en élévation une poutre souple à une seule rotule élastique, avec ses câbles d'armature du joint. La coupe AA 15 montre qu'il y a un câble sur chaque face verticale de la poutre. On voit également sur la coupe AA l'axe des poulies supportant les câbles. La figure 2 est une vue en élévation d'une poutre souple continue à trois travées. La figure 3 montre l'élévation d'une poutre souple selon l'invention 20 comportant cinq rotules élastiques. La figure 4 est l'élévation d'une poutre souple constituée par des morceaux en béton non armé (ou autre matériau équivalent). Le dessin montre comment l'armature en barres traditionnelles des morceaux est remplacée par des câbles extérieurs en forme d'épingle reliant les poulies 25 des rotules élastiques terminant chaque morceau. La figure 5 représente différents types d'armatures d'ancrage en fers à béton armé traditionnel entourant l'axe d'une poulie. La figure 6 est une vue en élévation d'une poutre comportant un très grand nombre de morceaux. 30 La figure 7 montre une poutre analogue à celle de la figure 6 mais avec un principe d'armature différent. La figure 8 représente une coupe AA sur la poutre de la figure 7 indiquant, à échelle double, la disposition des différents câbles utilisés. Avant d'aborder la description par numéros des éléments propres à 35 l'invention, notons que les armatures proprement dites des morceaux de la poutre souple ne seront pas numérotées puisqu'elles relèvent de la technique traditionnelle du béton armé et ne sont donc pas revendiquées par la présente invention. En référence aux dessins précités, la poutre souple représentée sur la figure 1 est coupée en deux parties par un joint (1) qui est vertical et peut être sec ou garni d'un produit élastique et résistant. L'armature de ce joint est constituée par un câble (2) disposé sur chaque face verticale de la poutre et qui passe sur les poulies (3) d'axe (4) traversant la poutre, les 8 poulies (3) étant supposées très proches des faces de la poutre (faible épaisseur des rondelles de contact), le diamètre des axes (4) des poulies (3) est à calculer principalement au cisaillement pour absorber les tractions des câbles (3) résistant au moment de flexion et à l'effort tranchant agissant dans la rotule élastique. Chaque câble (2) forme une ceinture continue qui se referme dans le boîtier (5) appelé boîtier de bouclage. A l'intérieur du boîtier (5) le dispositif de fermeture et de serrage de la ceinture constituée par le câble (2) a déjà été défini dans des brevets antérieurs (N 0314033 et 0605580), mais peut être réalisé également par tout autre procédé connu d'aboutage du câble (2) et de réglage de sa tension. Le boîtier (5) est fixé dans la zone comprimée du béton des faces verticales de la poutre. Le câble (2) présente l'aspect d'un quadrilatère croisé à deux côtés opposés parallèles (6) et dont les deux autres côtés se croisent au point (7) situé à la moitié de la hauteur du joint (1). Les côtés (6) du câble (2) qui sont perpendiculaires au plan du joint (1) sont donc parallèles et disposés parallèlement aux armatures longitudinales de la poutre et fournissent ainsi un recouvrement de ces barres qui assure la continuité du moment résistant élastique au droit du joint (1). Les points (7) de rencontre des deux autres côtés du quadrilatère agissent comme une articulation mécanique. En effet, en supposant un axe virtuel passant par les deux points (7) situés de part et d'autre de la poutre, on voit que cet axe, fonctionnant comme une tige rigide d'articulation, permet d'assurer la résistance élastique et la continuité du joint (1) à l'effort tranchant, le câble (2) jouant, dans ses parties inclinées, le rôle des barres relevées du béton armé traditionnel. Ainsi, la rotule est donc bien réalisée élastiquement grâce au fonctionnement du joint (1) et des câbles (2) situés de part et d'autre de la poutre. Le calcul des contraintes dans le câble (2) devra prendre en compte la combinaison des tractions mobilisées par le moment de flexion et également celles dues à l'effort tranchant. Pour éviter les éclatements ou épaufrements dans la zone comprimée du béton, les arêtes horizontales du joint (1) sont garnies de cornières (8) fixées par des pattes à scellement ancrées dans le béton. La poutre continue représentée sur la figure 2 est constituée de trois travées (9). Deux de ces travées (9) comportent un joint (1) armé de câbles (2) dont le boîtier (5) est placé en partie supérieure de la poutre, alors que ce boîtier (5) est en bas de la poutre pour le câble (2) situé au droit des appuis (10). Ceci du fait que la boîtier (5) est toujours fixé sur la zone comprimée du béton, zone située en haut en travée (9) et en bas sur appuis continus (10). Les six morceaux (11) de la poutre souple représentée figure 3 sont reliés entre eux par les joints (1) armés de câbles (2). La multiplicité des morceaux (11) fait de cette poutre un élément très souple, les rotations se localisant seulement au droit des joints (1) ce qui rend tout à fait improbable l'apparition de fissure dans les morceaux (11). En s'ouvrant, les joints (1) des rotules élastiques remplacent ainsi les fissures de flexion que subirait une poutre monolithique classique sous même chargement. La poutre souple représentée sur la figure 4 est réalisée par des morceaux (11) jointifs qui sont en béton non armé, ou en pierre, ou encore en autre matériau de résistance équivalente. Les morceaux (11) sont reliés par des rotules élastiques avec joint (1) et câbles (2). Chaque morceau (11) est armé par des câbles (12) placés sur chaque face verticale du morceau (11), réunis en épingle par les serre-câbles (13) et passant sur les poulies (14). A noter que ces poulies (14) sont analogues aux poulies (3) à l'exception près d'une gorge plus large prévue pour recevoir les deux épaisseurs des câbles (2) et (12). Des poulies (14) à deux gorges peuvent également convenir, à la condition, toutefois, de ne pas être trop épaisses, ce qui pourrait créer des sollicitations supplémentaires de flexion dans les axes (4) des poulies (14) venant se combiner aux contraintes de cisaillement de l'axe (4) pour augmenter les contraintes principales résultantes. A noter que les câbles (12) pourraient également être utilisés pour renforcer une poutre souple en morceaux exécutés, cette fois, en béton armé. Les fers à béton (15) dessinés sur la figure 5 sont des armatures 35 d'ancrage disposées tous les 10 cm le long de l'axe (4) pour permettre de répartir les efforts à l'intérieur du béton. En effet, l'axe (4) des poulies (2) ou (14) soumet le béton qui l'entoure à des concentrations importantes de contraintes appliquées à des surface très localisées du béton. Ce qui nécessite l'emploi des armatures d'ancrage (15) pour intéresser un plus grand volume de béton que la seule surface d'enrobage du béton situé au contact direct de l'axe (4). L'armature (15) représentée sur la figure 5 en 5A, 5B et 5C, comporte une branche placée parallèlement à l'armature longitudinale du morceau (11), l'autre branche étant inclinée selon un angle de 30 à 45 avec la verticale. lo La barre (15) représentée figure 5A correspond au cas d'armature d'ancrage le plus simple de réalisation et d'usage le plus courant. Le fourreau (16) entourant l'axe (4) dessiné figure 5B est un tube métallique traversant coulé dans le béton. Ce qui permet de placer l'axe (4) des poulies (2) dans le tube (16) seulement après l'exécution de la poutre 15 sur chantier ou après la pose de la poutre préfabriquée. La barre d'ancrage (15) dessinée sur la figure 5C est fixée au tube (16) par les cordons de soudure (17). Ce dispositif permet de faciliter la mise en place de l'armature (15) dans le coffrage et sa tenue au coulage du béton du morceau (11). L'épingle en câble (18) reliée par les serre-câbles (19), 20 réalise une sorte de ceinture améliorant l'ancrage du fer (15) dans le béton. A noter que les éléments (15) à (19) de la figure 5, bien qu'utiles à l'invention et numérotés, ne sont pas revendiqués, car les fers à béton (15) font l'objet d'un usage courant appartenant à la technique classique du béton armé traditionnel (armatures d'ancrage). 25 Les morceaux (11) de la poutre souple figure 6 sont très étroits (h/L >1) et travaillent comme des poteaux et non plus comme des poutres (figures 1 à 4 h/L 1). Il en résulte que chaque morceau (11) comporte seulement 4 poulies (14) au lieu de 8 poulies comme en figures 1 à 4. Ces 4 poulies (14) sont disposées dans le plan vertical médian du morceau (11) 30 perpendiculaire aux faces de la poutre. Dans ce cas limite, la fissuration est très improbable puisque toutes les rotations se font au droit des joints (1) (rotules élastiques). Ce cas de poutre souple selon l'invention vérifie les hypothèses de base de la théorie de la tenségrité (R. MOTRO Ecole d'Architecture et Université de Montpellier Il) puisqu'il s'agit bien d'une 35 structure comportant une partie comprimée, les morceaux (11), en équilibre avec une partie tendue : les câbles (3) et les axes (4) des poulies (14). Les câbles (20) et (21) des figures 7 et 8 peuvent remplacer les câbles (2) de la figure 6, ce qui permettrait de réduire à 4 le nombre de boîtiers de bouclage (5) au lieu d'un boîtier (5) par câble (2). A noter que des serre- câbles (19) pourraient remplacer le boîtier (5) à condition d'un réglage rigoureux avant chargement. Cette nouvelle disposition des câbles (20) et (21) est également conforme aux principes des structures envisagées par la théorie de la "tenségrité" (équilibre tension-compression), le terme "tenségrité" découlant de la conjugaison de deux notions de nature différentes : la tension notion de mécanique et l'intégrité notion purement géométrique. En effet, il s'agit de la tension des câbles (20) et (21) garantissant l'intégrité de la poutre souple grâce à la pression des câbles sur elle. L'application essentielle recherchée par le présent brevet est d'éviter la fissuration de la poutre et ses nombreux inconvénients. Or, le principe de conception de la poutre souple selon l'invention se prête tout naturellement à la préfabrication puisqu'il s'agit d'une poutre réalisée en plusieurs morceaux que l'on peut couler à l'avance et joindre ensuite au chantier par des câbles (rotules élastiques) pour constituer la poutre à exécuter. Nous allons montrer comment la préfabrication des morceaux de la poutre souple ne permet pas seulement une exécution rapide sur chantier, comparable au montage de la charpente métallique mais, également, cette préfabrication va permettre une préparation plus soignée du béton et une possibilité de tester, en atelier industrialisé, les propriétés de résistance de chaque morceau de la future poutre souple avant sa mise en oeuvre définitive sur chantier. Avantage gagné au profit de la sécurité de la poutre, une fois, en service. En effet, des essais de traction en laboratoire, sur des éprouvettes en béton ont montré que les éprouvettes longues se rompaient bien avant les éprouvettes plus courtes, phénomène appelé par les spécialistes : effet d'échelle. On conçoit donc que plus les morceaux de la poutre souple seront courts, plus la probabilité d'y trouver des fissures amorces de rupture sera faible. Or, au début de ce texte on a tenté d'expliquer le phénomène fissuration, d'une façon simple, par deux raisonnements basés uniquement sur les dimensions de la poutre et de ses morceaux. Mais dans les applications du présent brevet, un troisième raisonnement, plus poussé celui-là, est maintenant possible, puisqu'il va 8 tenir compte non seulement des dimensions de la poutre, mais aussi de la nature du béton utilisé pour la construire ( effet d'échelle ). Plus précisément, plaçons-nous maintenant à l'échelle microscopique du béton, matériau très hétérogène de par sa composition macroscopique (sable, cailloux, ciment, aciers). Il en résulte que des pertes de cohésion peuvent apparaître non seulement au contact entre gravillon et lien (ciment + sable), mais aussi entre le ciment et le sable constitutifs du lien utilisé. De plus, la surface de contact du béton lui-même avec le pourtour des armatures en acier peut présenter également des défauts d'adhérence se traduisant par une absence de cohésion à ce niveau, d'autant qu'aux alentours des armatures le béton est le plus souvent dans une zone tendue de la poutre fléchie. Or, dans un béton sollicité en traction, l'absence de cohésion en un point, se traduit par une microfissure. Lorsque les microfissures sont suffisamment éloignées entre elles et assez bien réparties dans la masse du béton, elles ne sont pas dangereuses et constituent même le fonctionnement normal de la poutre fléchie sous chargement qui se traduit par de très faibles flèches résiduelles après déchargement (adaptation plastique de la poutre). Par contre, si les microfissures se multiplient en un certain point et se rapprochent, le risque est qu'elles peuvent se réunir pour constituer, par coalescence, une amorce de fissure à l'origine, souvent, d'une macrofissure évolutive. Cette macrofissure évoluera, par la suite, au gré des zones de fragilité rencontrées dans la masse du béton, jusqu'à déboucher en surface et dégénérer parfois en lézarde et fente de rupture de la poutre. Donc, fonctionnement normal (microfissure) ou risque d'effondrement (lézarde), ces deux phénomènes apparemment contradictoires témoignent du caractère ambigu de la fissuration et justifient le fait qu'aucune réponse totalement satisfaisante n'ait encore répondu à ce problème. D'où l'intérêt de la préfabrication qui devrait permettre d'approcher suffisamment la solution en minimisant les risques de fissuration. En effet, la poutre souple selon l'invention permet, grâce à la préfabrication, une mise en oeuvre très soignée et poussée à l'extrême de chaque morceau de la poutre à réaliser car la granulométrie des agrégats et le dosage précis en eau peuvent être pratiqués et contrôlés de manière scientifique à l'atelier de préfabrication des morceaux. De plus, une fois coulé, chaque morceau de la poutre souple peut être éprouvé et testé au banc d'essais, avant l'envoi au chantier, à l'aide d'appareils de mesures non destructives (acoustique, rayons, etc). Ainsi la poutre souple qui permet la préfabrication contrôlée des morceaux est donc un moyen important de limiter les risques de fissuration à la mise en service de la poutre. Des applications concernant les poutres sous lourdes charges roulantes soumises aux vibrations comme les ponts ferroviaires, industriels ou militaires par exemple seraient donc envisageables. On sait que les vibrations à haute fréquence peuvent favoriser la propagation des fissures, en particulier quand on songe aux vitesses atteintes par notre lo TGV (en service 320 kmH, record actuel homologué à 575 kmH et 600 kmH envisagés) et que la question de la durée de vie des ouvrages actuels pourrait se poser. Et ceci notamment pour des ponts-rails calculés (lignes d'influences) avec le convoi type comportant encore des machines à vapeur qui, à l'époque étaient fort loin d'atteindre les 575 kmH du TGV 15 actuel, donc ouvrages non prévus pour les effets dynamiques qui résultent des vitesses des convois modernes. On rappelle que les vibrations sont favorables à la vitesse de propagation des fissures et donc à l'évolution dangereuse de la dégradation du béton dans le temps. A ce stade les simples mesures comparatives de flèche des travées ne suffiront plus 20 pour apprécier le degré de gravité de l'état de la poutre en service. Poutre qu'il faudra sans doute renforcer ou remplacer rapidement au risque d'interrompre le trafic plus longtemps, pour rupture de la voie ferrée par effondrement de tout le tablier. Pour éviter cette situation catastrophique, la poutre selon l'invention pourrait permettre, selon le cas, un 25 renforcement par moisage par exemple ou un remplacement rapide (préfabrication possible) de la partie endommagée seulement limitant ainsi la durée de l'arrêt du trafic ferroviaire. Par conséquent la préfabrication facile de la poutre souple permettra de limiter les problèmes inhérents aux ouvrages SNCF en service continu. 30 Mais un intérêt supplémentaire de la préfabrication de la poutre souple se situe, cette fois, au niveau du calcul de résistance de la poutre à réaliser. En effet, supposons qu'un appareil d'usage pratique et peu coûteux permette, en atelier, de déterminer avec une certaine précision, la cohésion en des points assez rapprochés de chaque morceau de la poutre 35 à préfabriquer. Alors, on pourrait introduire dans les calculs un indice de cohésion en tout point du morceau à contrôler ( champ de cohésion ). La La cohésion en un point du morceau examiné serait mesurée par la densité de microfissures constatées au voisinage de ce point (quantité par unité de volume). Il en résulterait l'élaboration d'un champ de cohésion propre au morceau étudié. L'indice de cohésion permettrait ainsi d'affiner encore les calculs de résistance dans lesquels serait statistiquement pris en compte le risque de fissuration de la poutre. D'où le double intérêt (sondage et calcul) de la préfabrication possible de la poutre souple selon l'invention. Une nouvelle application envisageable réside dans l'utilisation de poutres souples en morceaux comportant des armatures extérieures en câbles selon l'invention. Cette application particulière pourrait consister, par exemple, à renforcer les armatures internes traditionnelles de morceaux d'une poutre souple soumise à une augmentation de chargement non prévue au départ du calcul conceptuel de la poutre. After the two previous reasonings on the length of the pieces and the cracking of the concrete, note that there is still a third type of reasoning involving, this time, not only the size of the pieces but also the degree of cohesion of the concrete of each piece ("scale effect"). On this issue, it will be shown later, in the presentation of the applications, how the prefabrication would improve, still, the consideration of the probable cracking of concrete in the design (measurements and calculations) of the future flexible beam to execute. Now consider what constitutes an elastic ball joint according to the invention: each ball is composed mainly of a joint made in concrete at the most stressed point of the beam. The seal can be dry, the two faces of the seal being directly in contact and without intermediate element. The seal can also be filled with an elastic product with known mechanical characteristics and tested in the laboratory (limit resistance, deformations, shortening at break, etc.). The reinforcement of this joint is constituted by cables rolling on pulleys of axis fixed to the pieces of the beam while crossing the concrete. The arrangement and shape of these cables are such as to ensure the resistance of the joint to the bending moment and the shear force and the transmission of these forces on both sides of the seal. One of the peculiarities of this patent is to use cross-quadrilateral cables, each side of which will play a particular role and whose operation will be specified in the following. Under the actual weight of the beam only, a sufficient pre-tightening of the cables must ensure the rectilinear aspect of the beam, by absence of arrow on the underside before any loading applied. Before examining the various figures illustrating this patent, it should be pointed out that the concrete bars constituting the actual reinforcements of the pieces of the flexible beams are not all represented, some being only sketched, knowing that they belong to the technical to traditional reinforced concrete and are therefore not claimed by this patent. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents in elevation a flexible beam with a single elastic ball joint, with its reinforcement cables of the seal. The cut AA 15 shows that there is a cable on each vertical face of the beam. We also see on the AA section the axis of the pulleys supporting the cables. Figure 2 is an elevational view of a continuous flexible beam with three spans. Figure 3 shows the elevation of a flexible beam according to the invention 20 having five elastic ball joints. Figure 4 is the elevation of a flexible beam consisting of pieces of unreinforced concrete (or other equivalent material). The drawing shows how the traditional bar frame of the pieces is replaced by outer pin-shaped cables connecting the pulleys of the elastic ball joints ending each piece. Figure 5 shows different types of anchor reinforcement in traditional reinforced concrete irons surrounding the axis of a pulley. Figure 6 is an elevational view of a beam having a very large number of pieces. FIG. 7 shows a beam similar to that of FIG. 6 but with a different reinforcement principle. FIG. 8 represents a section AA on the beam of FIG. 7 indicating, on a double scale, the arrangement of the various cables used. Before addressing the description by numbers of the elements of the invention, note that the actual reinforcement of the pieces of the flexible beam will not be numbered since they fall under the traditional technique of reinforced concrete and are therefore not claimed by the present invention. With reference to the aforementioned drawings, the flexible beam shown in Figure 1 is cut in two parts by a seal (1) which is vertical and can be dry or packed with a resilient and resistant product. The reinforcement of this joint is constituted by a cable (2) disposed on each vertical face of the beam and which passes over the pulleys (3) axis (4) passing through the beam, the 8 pulleys (3) being assumed very close to the faces of the beam (thin thickness of the contact washers), the diameter of the axes (4) of the pulleys (3) is to be calculated mainly in shear to absorb the pulls of the cables (3) resistant to the bending moment and to the shear force acting in the elastic ball joint. Each cable (2) forms a continuous belt which closes in the housing (5) called loopback housing. Inside the housing (5) the device for closing and tightening the belt constituted by the cable (2) has already been defined in prior patents (N 0314033 and 0605580), but can also be realized by any other method known butting cable (2) and adjusting its voltage. The housing (5) is fixed in the compressed zone of the concrete of the vertical faces of the beam. The cable (2) has the appearance of a crossed quadrilateral with two parallel opposite sides (6) and whose two other sides intersect at the point (7) located at half the height of the seal (1). The sides (6) of the cable (2) which are perpendicular to the plane of the joint (1) are therefore parallel and arranged parallel to the longitudinal reinforcements of the beam and thus provide an overlap of these bars which ensures the continuity of the elastic moment resistant to the right seal (1). The meeting points (7) of the other two sides of the quadrilateral act as a mechanical articulation. Indeed, assuming a virtual axis passing through the two points (7) located on either side of the beam, we see that this axis, functioning as a rigid joint rod, ensures the elastic resistance and the continuity of the joint (1) to shear force, the cable (2) playing, in its inclined parts, the role of raised bars of traditional reinforced concrete. Thus, the ball joint is thus made elastically thanks to the operation of the seal (1) and cables (2) located on either side of the beam. The computation of the stresses in the cable (2) will have to take into account the combination of the tensile forces mobilized by the bending moment and also those due to the shear force. To prevent bursting or abrasion in the compressed area of the concrete, the horizontal edges of the joint (1) are provided with angles (8) fixed by sealing tabs anchored in the concrete. The continuous beam shown in Figure 2 consists of three bays (9). Two of these bays (9) comprise a joint (1) armed with cables (2) whose housing (5) is placed in the upper part of the beam, whereas this housing (5) is at the bottom of the beam for the cable (2) located at the right of the supports (10). This is because the housing (5) is always fixed on the compressed zone of the concrete, zone located at the top in span (9) and down on continuous supports (10). The six pieces (11) of the flexible beam shown in Figure 3 are interconnected by the joints (1) armed with cables (2). The multiplicity of pieces (11) makes this beam a very flexible element, the rotations locating only to the right of the joints (1) which makes it quite unlikely the appearance of crack in the pieces (11). By opening, the joints (1) of the elastic ball joints thus replace the bending cracks that would undergo a conventional monolithic beam under the same load. The flexible beam shown in Figure 4 is made by pieces (11) contiguous which are unreinforced concrete, or stone, or other material of equivalent strength. The pieces (11) are connected by elastic ball joints with seal (1) and cables (2). Each piece (11) is armed by cables (12) placed on each vertical face of the piece (11), pinned together by the clamps (13) and passing over the pulleys (14). Note that these pulleys (14) are similar to the pulleys (3) with the exception of a wider groove provided to receive the two thicknesses of the cables (2) and (12). Pulleys (14) with two grooves may also be suitable, provided, however, not to be too thick, which could create additional bending stresses in the axes (4) pulleys (14) to combine with the constraints shearing axis (4) to increase the resulting major stresses. Note that the cables (12) could also be used to reinforce a flexible beam in pieces executed, this time, reinforced concrete. The reinforcing bars (15) shown in FIG. 5 are anchoring plates arranged every 10 cm along the axis (4) to allow the forces to be distributed inside the concrete. Indeed, the axis (4) pulleys (2) or (14) submits the surrounding concrete at high concentrations of stress applied to very localized surfaces of the concrete. This requires the use of anchors (15) to interest a larger volume of concrete than the only coating surface of the concrete located in direct contact with the axis (4). The armature (15) shown in FIG. 5 at 5A, 5B and 5C comprises a branch placed parallel to the longitudinal reinforcement of the piece (11), the other branch being inclined at an angle of 30 to 45 with the vertical . lo The bar (15) shown in Figure 5A corresponds to the case of anchoring frame the simplest realization and most common use. The sheath (16) surrounding the axis (4) shown in FIG. 5B is a through metal tube cast in concrete. This makes it possible to place the axis (4) of the pulleys (2) in the tube (16) only after the execution of the beam 15 on site or after the laying of the prefabricated beam. The anchor bar (15) drawn in Figure 5C is attached to the tube (16) by the weld beads (17). This device facilitates the establishment of the frame (15) in the formwork and its resistance to pouring the concrete piece (11). The cable pin (18) connected by the cable ties (19), 20 performs a kind of belt improving the anchoring of the iron (15) in the concrete. Note that the elements (15) to (19) of Figure 5, although useful to the invention and numbered, are not claimed because the reinforcing bars (15) are in common use belonging to the traditional technique of traditional reinforced concrete (anchor frames). The pieces (11) of the flexible beam Figure 6 are very narrow (h / L> 1) and work as poles and no longer as beams (Figures 1 to 4 h / L 1). As a result, each piece (11) comprises only 4 pulleys (14) instead of 8 pulleys as in FIGS. 1 to 4. These 4 pulleys (14) are arranged in the median vertical plane of the piece (11) perpendicular to the faces of the beam. In this limited case, cracking is very unlikely since all the rotations take place at the joints (1) (elastic ball joints). This case of flexible beam according to the invention verifies the basic assumptions of the theory of tensegrity (R. MOTRO School of Architecture and University of Montpellier II) since it is indeed a structure comprising a compressed part , the pieces (11), in equilibrium with a tensioned part: the cables (3) and the axes (4) of the pulleys (14). The cables (20) and (21) of Figures 7 and 8 can replace the cables (2) of Figure 6, which would reduce to 4 the number of loopback boxes (5) instead of a housing (5). ) by cable (2). Note that cable ties (19) could replace the housing (5) provided a rigorous adjustment before loading. This new arrangement of the cables (20) and (21) is also in accordance with the principles of the structures envisaged by the theory of "tensegrity" (tension-compression equilibrium), the term "tensegrity" resulting from the conjugation of two different notions of nature : the tension concept of mechanics and integrity purely geometric notion. Indeed, it is the tension of the cables (20) and (21) ensuring the integrity of the flexible beam through the pressure of the cables on it. The essential application sought by this patent is to avoid cracking of the beam and its many disadvantages. However, the principle of design of the flexible beam according to the invention lends itself naturally to prefabrication since it is a beam made of several pieces that can be cast in advance and then join the site by cables (elastic ball joints) to form the beam to be executed. We will show how the prefabrication of the pieces of the flexible beam not only allows a fast execution on site, comparable to the assembly of the metal frame but, also, this prefabrication will allow a more careful preparation of the concrete and a possibility of testing, in industrialized workshop, the strength properties of each piece of the future flexible beam before its final implementation on site. Benefit gained in favor of the safety of the beam, once, in use. Indeed, tensile tests in the laboratory, on concrete specimens showed that the long specimens broke well before the shorter specimens, phenomenon called by the specialists: effect of scale. It is therefore conceivable that the shorter the pieces of the flexible beam, the lower the probability of finding breakage initiation cracks. However, at the beginning of this text we tried to explain the cracking phenomenon, in a simple way, by two reasoning based solely on the dimensions of the beam and its pieces. But in the applications of this patent, a third, more advanced reasoning, is now possible, since it will take into account not only the dimensions of the beam, but also the nature of the concrete used to construct it (effect scale). More precisely, let's now consider the microscopic scale of concrete, a very heterogeneous material due to its macroscopic composition (sand, pebbles, cement, steels). As a result, cohesion losses can occur not only in contact between the grit and the link (cement + sand), but also between the cement and the sand constituting the link used. In addition, the contact surface of the concrete itself with the periphery of the steel reinforcements may also have adhesion defects resulting in a lack of cohesion at this level, especially as around reinforcements the concrete is most often in a tense area of the flexed beam. However, in a concrete stressed in traction, the lack of cohesion at one point, results in a microcrack. When the microcracks are sufficiently distant from each other and fairly well distributed in the mass of the concrete, they are not dangerous and even constitute the normal operation of the flexed beam under loading which results in very weak residual arrows after unloading (plastic adaptation of beam). On the other hand, if the microcracks multiply at a certain point and come closer, the risk is that they can come together to form, by coalescence, a crack initiation at the origin, often, of an evolutionary macrofissure. This macrofissure will evolve, thereafter, at the discretion of the zones of fragility encountered in the mass of the concrete, until reaching the surface and degenerate sometimes in crack and crack of rupture of the beam. Thus, normal operation (microcracking) or risk of collapse (cracks), these two apparently contradictory phenomena testify to the ambiguity of cracking and justify the fact that no completely satisfactory answer has yet answered this problem. Hence the interest of prefabrication which should allow to approach sufficiently the solution by minimizing the risks of cracking. Indeed, the flexible beam according to the invention makes it possible, thanks to the prefabrication, a very careful and extreme implementation of each piece of the beam to be produced because the granulometry of the aggregates and the precise dosage of water can be practiced and scientifically controlled at the prefabrication workshop. In addition, once poured, each piece of the flexible beam can be tested and tested at the test bench, before sending to the site, using non-destructive measuring devices (acoustics, spokes, etc.). Thus the flexible beam that allows the controlled prefabrication pieces is an important way to limit the risk of cracking at commissioning of the beam. Applications for beams under heavy rolling loads subjected to vibrations such as railway bridges, industrial or military for example would be possible. We know that high frequency vibrations can promote the propagation of cracks, especially when we consider the speeds reached by our TGV lor (in operation 320 kmH, current record approved 575 kmH and 600 kmH envisaged) and that the question of lifetime of existing works could arise. And this especially for calculated rail bridges (lines of influence) with the typical convoy still including steam engines which, at the time were far from reaching the 575 kmH of the current TGV 15, so not intended for the dynamic effects that result from the speeds of modern convoys. It is recalled that the vibrations are favorable to the speed of propagation of the cracks and thus to the dangerous evolution of the degradation of the concrete in the time. At this stage the simple comparative boom deflection measurements will no longer suffice to assess the severity of the condition of the beam in use. Beam that it will undoubtedly strengthen or replace quickly at the risk of interrupting traffic longer, for breaking the railway by collapse of the entire deck. To avoid this catastrophic situation, the beam according to the invention could allow, as the case may be, reinforcement by molding for example or rapid replacement (possible prefabrication) of the damaged part only thus limiting the duration of the stopping of the rail traffic . Therefore the easy prefabrication of the flexible beam will limit the problems inherent to SNCF structures in continuous service. However, an additional advantage of the prefabrication of the flexible beam is, this time, at the level of the strength calculation of the beam to be made. Indeed, suppose that a device of practical and inexpensive use allows, in a workshop, to determine with a certain precision, the cohesion in fairly close points of each piece of the beam 35 to prefabricate. Then, we could introduce into the calculations a cohesion index at any point of the piece to control (cohesion field). Cohesion at one point of the examined piece would be measured by the density of microcracks observed near this point (quantity per unit volume). The result would be the development of a field of cohesion specific to the piece studied. The cohesion index would thus make it possible to further refine the resistance calculations in which the risk of cracking of the beam would be statistically taken into account. Hence the double interest (sounding and calculation) of the possible prefabrication of the flexible beam according to the invention. A new application that can be envisaged resides in the use of flexible beams in pieces comprising outer cable reinforcements according to the invention. This particular application could consist, for example, in reinforcing the traditional internal reinforcements of pieces of a flexible beam subjected to an increase of loading not planned at the beginning of the conceptual calculation of the beam.
Autre application possible des armatures extérieures en câbles : une poutre constituée de morceaux en béton non armé, dont les câbles extérieurs, selon l'invention, remplacent les armatures internes traditionnelles absentes dans ce cas. L'absence de ces armatures traditionnelles permettra peut être d'éviter la fissuration et ses inconvénients, sachant que la fissure naît souvent au niveau de l'enrobage des aciers, zone particulièrement vulnérable du fait de sa minceur (2 à 4 cm environ) et l'on a dit combien la perte de cet enrobage exposait les aciers dénudés aux dangers de la corrosion. Mais les morceaux de la poutre pourraient également être en pierre naturelle au lieu de béton, ce dernier n'étant en fait qu'une sorte de pierre reconstituée. On trouve, en effet, de la pierre très solide comme certaines roches d'origine magmatique (granit par exemple) ou métamorphique (porphyre, marbres) ou encore sédimentaire (calcaires durs) à la rigueur. Cette application particulière aux poutres de la pierre de taille qui jusqu'ici garnissait seulement nos murs, constitue un progrès permettant d'utiliser davantage les matériaux naturels et non industrialisés et d'étendre ainsi leur champ d'application. Ceci présente, en outre, un intérêt d'ordre écologique en évitant la pollution occasionnée par la fabrication du béton (poussière + fumées). Autre avantage de la pierre, la possibilité, dans certains cas d'application relevant de l'esthétique architecturale, de réaliser des ouvrages présentant un certain cachet artistique, comme 12 l'exécution de poutres en marbre pour construire un monument ou bâtir une église, par exemple. Mais les morceaux de la poutre souple peuvent être réalisés en d'autres matériaux que le béton à condition seulement que leurs propriétés mécaniques soient au moins équivalentes à celles du béton. Outre lapierre, le métal ou les synthétiques peuvent également être envisagés. La poutre souple selon l'invention permet également d'autres applications du fait qu'elle est démontable. En effet, le dispositif contenu dans le boîtier de bouclage peut être desserré pour libérer les câbles qui peuvent sortir des poulies et détacher ainsi les morceaux de la poutre. La poutre souple étant démontable, il est alors facile et moins onéreux de réparer le morceau défectueux ou de le changer, ou encore de changer les quelques câbles endommagés seulement, alors qu'une poutre monolithique traditionnelle serait à démolir entièrement et à remplacer par une nouvelle poutre neuve, option longue et coûteuse. Grâce à son mode de conception par morceaux et câbles la poutre souple est facilement réparable en cas de sollicitations extrêmes et exceptionnelles comme chocs accidentels, attentats ou séismes. Another possible application of the external reinforcements cables: a beam made of unreinforced concrete pieces, whose outer cables, according to the invention, replace the traditional internal frames absent in this case. The absence of these traditional reinforcement may help to avoid cracking and its disadvantages, knowing that the crack is often born in the coating of steels, especially vulnerable area because of its thinness (about 2 to 4 cm) and it has been said that the loss of this coating exposes exposed steels to the dangers of corrosion. But the pieces of the beam could also be natural stone instead of concrete, the latter being in fact only a kind of reconstituted stone. We find, indeed, very solid stone like some rocks of magmatic origin (granite for example) or metamorphic (porphyry, marble) or sedimentary (hard limestone) to the strictness. This particular application to the freestone girders, which until now have only been used to decorate our walls, is a step forward in making greater use of natural and non-industrial materials and extending their scope. This presents, in addition, an ecological interest in avoiding the pollution caused by the manufacture of concrete (dust + fumes). Another advantage of the stone, the possibility, in some cases of application relating to architectural aesthetics, to produce works with a certain artistic cachet, such as 12 the execution of marble beams to build a monument or build a church, for example. But the pieces of the flexible beam can be made of other materials than concrete provided only that their mechanical properties are at least equivalent to those of concrete. Besides lapierre, metal or synthetics can also be considered. The flexible beam according to the invention also allows other applications because it is removable. Indeed, the device contained in the loopback box can be loosened to release the cables that can come out of the pulleys and thus detach the pieces of the beam. The flexible beam being removable, it is then easy and less expensive to repair the faulty piece or to change it, or to change the few damaged cables only, whereas a traditional monolithic beam would be to demolish entirely and replace with a new one. new beam, long and expensive option. Thanks to its design mode by pieces and cables the flexible beam is easily repairable in case of extreme and exceptional stresses such as accidental shocks, attacks or earthquakes.
La poutre souple étant démontable, présente également l'avantage d'être transportée plus facilement qu'une poutre entière. Dans un brevet antérieur (N 8805208) on a montré qu'on pouvait construire un pont de 7 Km de portée à l'aide l'éléments transportés par hélicoptères, le pont étant constitué de morceaux posés sur un premier lit de câbles tirés par mer d'un appui à l'autre, un hélicoptère transportant et déposant les autres éléments du pont. D'une manière analogue, concernant la poutre selon la présente invention, on peut admettre qu'un hélicoptère pourrait, cette fois, réaliser le tirage des premiers câbles en fibres de carbone d'un appui à l'autre, ainsi que le transport des morceaux de la poutre et les déposer sur un platelage appuyé, en première phase, sur les câbles. Ce mode d'exécution devrait permettre la mise en oeuvre d'un pont curviligne de grande hauteur autorisant le franchissement de très grande portée de l'ordre de 5 Km entre appuis. Un pont France-Angleterre franchissant le Pas de Calais sur 6 piles en mer serait alors envisageable, pont ancré en rives dans les deux falaises se faisant face. Des poutres souples de 5 Km de portée constituent, à notre époque, un ouvrage réalisable, eu égard au projet d'un pont suspendu qui envisageait de relier la Sardaigne au continent et dont les travées étaient prévues pour une portée de 5 Km environ. Projet non encore réalisé actuellement et donc performance encore jamais égalée à ce jour (le record actuel étant de 3 Km en Asie), mais qui sera possible un jour prochain grâce à l'utilisation de matériaux nouveaux et de techniques particulièrement innovantes ou encore la combinaison de plusieurs techniques traditionnelles (suspentes, voûtes, chaînettes, etc The flexible beam being removable, also has the advantage of being transported more easily than a whole beam. In a previous patent (N 8805208) it was shown that a bridge with a range of 7 km could be built using helicopter transported elements, the bridge consisting of pieces laid on a first bed of cables pulled by sea. from one support to the other, a helicopter carrying and depositing the other elements of the bridge. In a similar way, concerning the beam according to the present invention, it can be assumed that a helicopter could, this time, draw the first carbon fiber cables from one support to the other, as well as the transport of the pieces of the beam and place them on a decking supported, in first phase, on the cables. This mode of execution should allow the implementation of a curvilinear bridge of great height allowing the crossing of very great range of the order of 5 Km between supports. A France-England bridge crossing the Pas de Calais on 6 piles at sea would then be possible, anchored bridge in banks in the two cliffs facing each other. Flexible beams of 5 km reach are, in our time, a feasible work, considering the project of a suspension bridge that envisaged connecting Sardinia to the mainland and whose spans were planned for a range of about 5 km. Project not yet realized and therefore performance never equaled to date (the current record being 3 km in Asia), but will be possible a day soon thanks to the use of new materials and particularly innovative techniques or the combination several traditional techniques (hangers, vaults, chains, etc.
.). La présente invention pourrait contribuer à répondre également à ce défi de la plus grande distance à franchir. Une dernière application proposée par l'invention est à mentionner, s'agissant, cette fois, de déterminer la valeur exacte du moment de continuité à prendre en compte sur appui dans les calculs, pour éviter la fissuration de la poutre en service. Dans les poutres continues monolithiques traditionnelles il a été constaté, par mesures de flèche sous chargement et flèche résiduelle après déchargement, que le moment de continuité sur appui, calculé en supposant que le béton est parfaitement élastique, est presque toujours surévalué par rapport au moment réel déduit des flèches, et ce d'autant que le rapport flèche résiduelle sur flèche est important. Ce phénomène naturel d'adaptation de la poutre aux imperfections du béton est dû à ce qu'une partie de la déformation sur appui se plastifie par microfissuration, abaissant la résistance élastique réelle aux extrémités de la travée (continuité). Une question se pose donc : quelle valeur Mc du moment de continuité sur appui prendre en compte pour calculer la poutre, le problème étant que si Mc choisi est trop grand, le moment en travée sera sous-estimé et l'on risque la fissure en travée, par contre si Mc choisi est trop petit, alors c'est sur appui que la fissure apparaîtra. Or, le problème précédent ne se pose pas pour la poutre souple selon l'invention (absence de fissure d'appui), ou plutôt il ne se pose plus de la même manière puisque sur appui la rotule est réellement totalement élastique et non plus élastoplastique comme dans le cas de la poutre monolithique traditionnelle. Donc, pas de fissure possible aux appuis de la poutre souple et fissure improbable en travée, la régulation de l'hyperstaticité de la poutre se faisant naturellement (comme nous l'avons vu) au niveau des rotules élastiques, même dans les cas extrêmes (articulation d'appui par rupture des câbles) avec armatures suffisantes à prévoir en travées isostatiques. C'est pourquoi l'invention permettrait, sur ce point précis, d'approcher davantage (sans pour autant l'atteindre avec certitude) la valeur exacte de Mc à prendre en compte dans le calcul de la poutre, tout en évitant la fissuration du béton. De plus, l'invention offre la possibilité de pouvoir modifier l'hyperstaticité le long d'une poutre continue à plusieurs travées. En effet, sur un appui, le serrage du joint peut être modifié à volonté par réglage des câbles dans leur boîtier de bouclage. Ainsi, un joint très peu serré correspondrait à un appui quasiment articulé, les travées de part et d'autre devenant pratiquement isostatiques par absence de moments de continuité. Par contre, un joint normalement serré produirait un appui hyperstatique par continuité parfaitement élastique d'une travée à la suivante. Enfin, un joint trop serré nous ramènerait au cas de la poutre monolithique traditionnelle par absence de joint d'appui, cas que nous voulons justement éviter, avec risque de rupture des câbles et ouverture du joint conduisant à une parfaite articulation à l'appui (suite de poutres isostatiques) et des fissures probables en travées. Ainsi, l'invention offre la possibilité de pouvoir régler le degré d'hyperstaticité de chaque travée et donc la répartition des moments en chaque point de la longueur de la poutre souple continue, ce qui permettrait, dans une certaine mesure de mieux contrôler (sinon maîtriser radicalement) les phénomènes d'adaptation de la poutre inhérents au fonctionnement du béton sur appui. Par contre, le caractère monolithique des poutres continues traditionnelles (sans joint) n'offre pas cette possibilité de réguler le degré de continuité mécanique des travées successives de la poutre, d'où un risque accru d'adaptation anarchique de la poutre traditionnelle sous chargement se traduisant souvent par des macrofissures et la corrosion de l'armature au détriment de sa capacité de résistance avec rupture prévisible à terme.35..FT: POUTRE SOUPLE ANTIFISSURE PAR ROTULES'ELASTIQUES' .). The present invention could contribute to also meet this challenge of the greatest distance to be crossed. A last application proposed by the invention is to mention, this time, to determine the exact value of the moment of continuity to be taken into account on support in the calculations, to avoid cracking of the beam in use. In traditional monolithic continuous girders it has been found, by deflection measurements under loading and residual deflection after unloading, that the moment of continuity on support, calculated on the assumption that the concrete is perfectly elastic, is almost always overvalued with respect to the real moment. deduce arrows, especially as the arrow residual arrow report is important. This natural phenomenon of adaptation of the beam to the imperfections of the concrete is due to that part of the deformation on support is plasticized by microcracking, lowering the real elastic resistance at the ends of the bay (continuity). A question arises: what value Mc of the moment of continuity on support to take into account when calculating the beam, the problem being that if Mc chosen is too large, the span moment will be underestimated and we risk the crack in span, on the other hand if Mc chosen is too small, then it is on support that the crack will appear. However, the above problem does not arise for the flexible beam according to the invention (absence of support crack), or rather it does not arise in the same way since on support the ball is actually completely elastic and no longer elastoplastic as in the case of the traditional monolithic beam. Thus, no crack at the supports of the flexible beam and improbable crack in span, the regulation of the hyperstaticity of the beam being done naturally (as we have seen) at the level of the elastic ball joints, even in extreme cases ( support joint by rupture of the cables) with sufficient reinforcement to be provided in isostatic bays. That is why the invention would allow, on this precise point, to approach more (without reaching it with certainty) the exact value of Mc to be taken into account in the calculation of the beam, while avoiding the cracking of the beam. concrete. In addition, the invention offers the possibility of being able to modify the hyperstaticity along a continuous beam with several spans. Indeed, on a support, the tightening of the seal can be modified at will by setting the cables in their looping box. Thus, a very tight joint would correspond to a support almost articulated, the spans on both sides becoming virtually isostatic by absence of moments of continuity. On the other hand, a normally tight joint would produce a hyperstatic support by perfectly elastic continuity from one span to the next. Finally, a too tight joint would bring us back to the case of the traditional monolithic beam by absence of support joint, case which we just want to avoid, with risk of rupture of the cables and opening of the joint leading to a perfect articulation in support ( following isostatic beams) and probable cracks in spans. Thus, the invention offers the possibility of being able to adjust the degree of hyperstaticity of each span and therefore the distribution of the moments in each point of the length of the continuous flexible beam, which would, to a certain extent, better control (otherwise master radically) the phenomena of adaptation of the beam inherent to the operation of the concrete on support. On the other hand, the monolithic character of the traditional continuous beams (without joint) does not offer this possibility of regulating the degree of mechanical continuity of the successive stretches of the beam, hence an increased risk of anarchic adaptation of the traditional beam under loading. often resulting in macrocracks and corrosion of the reinforcement to the detriment of its resistance capacity with a predictable break in the long run.35..FT: SOFT BEAM ANTIFYING BY 'ELASTIC BALLS'