Brevet FR2002040A1 — publié le 19691003

La présente invention a pour but de réaliser une éco- nomie de matériau, et par suite de prix de revient, principalement en éliminant les nervures longitudinales, par rapport aux eharpentes connues telles qu'elles sont utilisées en particulier pour la construction de tabliers de ponts, par exemple aux plaques orthotropes, aux grilles, aux plaques creuses en treillis. Lt on y parvient principalement à l'aide dlune construction composite dans laquelle une tle comportant un système de bosses en forme de cônes ou de pyramides tronqués formées par des dentelures, sert de composent composite inférieur, résistant à la traction, les bosses précitées, qui jouent le raie de chevilles, étant entourées par l'autre composant composite (à savoir le béton). Dans une telle construction, les bosses que comporte la tôle sont disposées de préférence si près les unes des autres que la plus petite largeur des zones délimitées par deux dentelures voisines de la tôle, est inférieure à la largeur intérieure maximum des dentelures.Les bosses sont avantageusement reliées entre elles directement - ou indirectement, par l'intermédiaire de autre composant composite - par des armatures. Une construction composite conforme à la présente invention est principalement utilisée en tant que plaque de tablier de pont ou de chaussée de route, rigide à la flexion. La construc- tion composite constitue alors avantageusement la membrure supé rieure d'au moins une poutre dont lttme est rapportée par soudure sur la tle comprise entres dentelures qui forment les bosses. L'on peut réaliser de cette manière, par exemple une poutre transversale de voie dans laquelle deux ames de poutres longitudinales sont rapportées par soudure sur la tale, à un intervalle l'une de l'autre qui est tel qu'une pluralité de rangées de bosses est comprise dans cet intervalle. L'on peut également réaliser de cette manière des charpentes de ponts de plus grande largeur avec plus de deux armes de poutres longitudinales rapportées par soudure à des intervalles déterminés l'une de 11 autre, sur la tle qui comporte les bosses. En outre, plusieurs plaques de tabliers présentant une construction composite conforme à la présente invention, peuvent titre réunies en une grande plaque dtun seul tenant. Dans ce but, les différentes plaques de tabliers sont bordeessur leurs cotés longitudinaux, de bandes latérales de la tôle qui comporte les bosses, qui servent à les raccorder aux plaques de ta bliers voisines. Mais il est également possible que la telle qui comporte les bosses forme, avec une largeur limitée, la bride supérieu- re de la poutre, tandis que le béton qui entoure les bosses qui Jouent le rôle de chevilles passe dans le béton d'une plaque supportée par la poutre. Une charpente conforme à la présente invention peut également titre réalisée en partiuulier en tant que plaque de tablier, de telle manière que ltarmature qui relie les bosses entre elles soit constituée, au lieu de fer à béton armé, par une tle comportant un système de bosses en forme de cônes ou de pyramides tronqués, constituées par des dentelures, orientées en direction du bas, et que les bosses des deux tales sont fixées l'une à l'autre par l'intermédiaire de leurs sommets aplatis.Dans ce cas, les bosses orientées en direction du bas, de la tle qui forme l'arma- ture, sont par exemple plumasses que celles de l'autre t81e Une charpente conforme à la présente invention peut être utilisée non seulement comme chaussée de pont, mais aussi comme couverture de bâtiments ou comme toit d'un hangar, halle, salle ou analogue, en forme de volte par exemple. Dans chaque cas, l'invention apporte un progrès en ce qu'une plaque réalisée conformément à la présente invention est plus basse et plus légère qu une plaque de béton de réalisation traditionnelle, à force portante égale. La fabrication d'une cons- truction composite conforme à l'invention-est également plus économique que la fabrication de plaques de béton de type usuel, car la tôle comportant des bosses, qui sert de composant composite inférieur, résistant à la traction, peut être utilisée comme coffrage, éliminant ainsi la nécessité d'avoir recours à un coffrage par ticulier. Lorsque lton utilise une construction composite confor me i 1! l-'invention,,comme plaque de tablier, lton obtient ainsi l'a- vantage par rapport aux plaques de tabliers en acier, par exemple aux plaques orthotropes, que le béton est directement praticable, ce qui élimine la nécessité d'un reveAtement en asphalte qu'il est habituellement nécessaire de pourvoir, dans le cas d'une tôle de chaussée, ce qui fait que l'on peut pourvoir, au maximum, le héton d'une mince couche d'étanchéité. I1 est en outre avantageux que dans une construction composite conforme à la présente invention, le chevillage du composant composite inférieur avec le béton soit réalisé par les bosses de la tale, si bien que l'on peut renoncer à rapporter par soudure des chevilles isolées, par exemple en forme de "connecteurs de cisaillement" Différents exemples de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés aux dessins, à titre d'illustration de l'invention, et sans aucun caractère limitatif, et notamment La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'une partie d'une plaque de tablier, suivant un premier exemple de réalisation de l'objet de l'invention; La fig. 2 est la vue de dessus correspondante, sans la couche de béton;; La fig. 3 représente une vue en coupe transversale dtune poutre transversale de voie, qui constitue un deuxième exemple de réalisation de ltobjet de l'invention; La fig. 4 est une vue en coupe transversile d'une poutre qui constitue un autre exemple de réalisation de 1'obJet de l'invention, et comporte en outre une partie d'une plaque de béton qui lui est raccordée (coupe selon IV-IV de la fig.5); La fig. 5 est une vue en coupe suivant V-V de la fig. 4; La fig. 6 est la vue de dessus correspondante; La fig. 5a est une vue en coupe correspondant à la fig. 5, d'un mode de réalisation différent de l'exemple de réalisation représenté aux figures 4,5 et 6 (vue en coupe suivant Va Va de la fig. 6a); La fig. 6a est la vue- de dessus correspondante; Les fig. 7 et 8 sont des vues en coupe transversale de plaques de tabliers conformes à deux autres exemples de réalisation de 11 obJet de l'invention; La fig 9 est une vue en coupe transversale d'une partie d'une volte conforme à un autre exemple de réalisation de l1objet de l'invention; ; La fig. 10 est une vue en coupe transversale d'un toit de hangar conforme à un autre exemple de réalisation de l'ob- Jet de l'invention, lequel comporte une paroi de support réalisée de la même manière, et La fig. 11 est une vue en coupe transversale d'une paF tie d'une plaque de tablier pourvue d'un montant réalisé de la m8- me manière qu'elle, conformément à un autre exemple de réalisation de l'objet de l'invention. La plaque de tablier conforme aux figures 1 et 2 est délimitée, sur sa race inférieure, par une tale 1 dans laquelle sont enfoncées des dentelures en forme de cônes tronqués. Cellesci forment des bosses 2 qui avancent en direction du haut. Les bosses sont disposées si près l'une de l'autre, en rangées placées à angle droit les unes par rapport aux autres, que, dans le plan terminal inférieur de la plaque, la largeur a de l' & e de tale est sensiblement plus petite que le diamètre b des dentelures, à l'endroit le plus étroit entre deux dentelures. Une abouche de béton 3 qui enveloppe complètement les bosses 2, est appliquée sur la tôle l Des barres d'armature 4,5, qui s'étendent au-dessus des bosses 2, et qui se croisent à anb gle droit, sont noyéespans la couche de béton 3. Une partie des barres d'armature 4,5 se croise dans les axes verticaux des bosses 2 en forme de cages tronqués. Les barres d'armature 4 en question peuvent astre soudées aux sommets aplatis des bosses 2. Une mince couche d'étanchéité 6, qui peut astre cons tituée par une matière plastique ou par un compound de caoutchouc et de béton, est appliquée à la surface de la couche de béton. Elle empêche que des fissures d'une finesse microscopique qui sont présentes dans la couche de béton 3, deviennent critiques pour la force portante de la plaque. La tale 1 pourvue des bosses 2, forme le composant inférieur, résistant à la traction, de la construction composite, et elle a la charge de serv-ir d'armature inférieure de la couche de béton. Dans ce cas, les bosses 2 jouent le rAcle de chevilles La tôle 1 pourvue des bosses 2 forme conJointement avec les barres d'armature 4, 5, dès avant le bétonnage, une charpente dans l'espace qui est suffisamment rigide pour pouvoir porter le remplissage de béton, lors du bétonnage. C'est la raison pour laquelle elle ne requiert pas de coffrage particulier. L'on obtient une plaque de tablier de faible épaisseur, qui est légère et résistante à l'écrasement.Avec une épaisseur de 10 à 30 cm par exemple, une telle plaque est sensiblement plus basse qu'une plaque de béton armé dont la force portante est la meme. Comme la couche de béton étanchéifiée par la couche mince 6 est directement praticable, l'on peut renoncer au revente ment d'asphalte qui est habituellement nécessaire dans le cas des tales de tabliers, qui se détache aisément de la ttle, principalement aux basses températures et donne lieu à l'apparition de phénomènes de rouille sous-jacente lorsque l'on ne prend pas de dispositions particulières, conteuses, pour empêcher que le revêtement d'asphalte ne se détache. La figure 3 montre comment l'on complète une plaque de tablier, dans une construction composite conforme à la présente invention, pour obtenir une poutre transversale de voie, en rapportant par soudure, des âmes en tôle, 7, à intervalles l'une de autre, sur la t81e 1, entre deux séries de bosses 2 voisines. La plaque de tablier 1,3,rI, 5 forme alors la membrure supérieure de deux poutres longitudinales, avec les âmes 7 en tôle et les brides inférieures 8 qui reposent sur lesdites ames. L'on peut pourvoir des charpentes plus larges de ce type, de plus de deux âmes 7 en tôle. La figure 3 montre en outre comment deux plaques de tablier de telles poutres transversales de voies, peuvent être rendues solidaires l'une de l'autre sur leurs côtés longitudinaux, en bordant les couches de béton 3 des plaques, de bandes de tôle 9 et en les rapportant par soudure sur la tôle 1, ces bandes de tôle étant maintenues à l'aide de vis 10. Ces dernières sont logées sur les bords des plaques, dans les demi-dentelures correspondantes, si bien qu'il est aisé d'y avoir accès à partir du bas. La figure 11 montre que l'on peut également utiliser des âmes de poutres longitudinales à double paroi, à la place des armes 7 en tôle, lesquelles ames à double paroi sont constituées par deux tales 11, 12 pourvues de bosses, réunies entre elles par les sommets aplatis des bosses. Mais il est également possible qu'une construction can- posite conforme à l'invention serve uniquement avec une largeur limitée,comme le montrent les figures 4 à 6a,de membrure supérieure d'une poutre, tandis que le béton de la construction composite passe, de part et d'autre, dans le béton d'une plaque en béton ar mé de réalisation traditionnelle. Dans cas, ame de tôle 14 de la poutre, pourvue d'une bride inférieure 13, est rapportée par soudure sur la tôle 1 pourvue de deux rangées de bosses 2, dans la zone comprise entre les deux rangées de bosses.La couche de béton 3 > qui enveloppe les bosses 2 et peut contenir des barresd'armature,5 par exemple, au-dessus des bosses, se continue dans le béton d'une plaque 15 en béton armé, qui lui est raccordée,et qui est de type traditionnel. Si l'on se réfère aux figures 4,5 et 6, deux bosses 2 chaque fois des deux rangées de bosses, sont orientées suivant des plans verticaux disposés à angle droit par rapport à ltme 14 en tale, tandis que dans les figures 5a et 6a, les bosses 2 sont décalées les unes par rapport aux autres, ce qu'il est également possible de prévoir dans tous les autres exemples de réalisation. La présente invention permet ainsi de pourvoir à une poutre composite dans laquelle il n'est pas nécessaire de souder des chevilles sur la bride supérieure de la poutre d'acier, car les bosses 2 remplissent la fonction des chevilles. L'on réalise ainsi une économie appréciable de travaux de soudure. I1 est bien entendu également possible de réaliser une poutre composite conforme à l'invention, avec plus de deux ran- gées de bosses dans la tôle qui forme la bride supérieure. Selon la figure 7, une tale 16 comportant des bosses 17 qui avancent en direction du bas, est posée sur une tale 1 pourvue de bosses 2 qui avancent en direction du haut. En pareil cas, les sommets aplatis des bosses 2 et 17 qui se trouvent des deux côtés, sont solidement fixés les, uns aux autres par rivetage ou soudure. Les bosses 17 présentent, par exemple, une hauteur inférieure à celle des bosses 2. La tôle supérieure 16 joue, dans ce cas, le rôle dévolu aux barres d'armature 4,5 dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2. Une couche de béton peut être appliquée sur la tale 16. I1 est également possible de prévoir à la place de la couche de béton, un revgtement de chaussée 18 réalisé en asphalte.Comme celui-ci remplit les cavités formées par les bosses 17, l'on ne court pas le risque qu'il se détache sous l'influence de la température. Les espaces vides entre les tôles 1 et 16 sont remplis par du béton 19 qui --aavantageusement pour propriété d'assurer l'isolation thermique ou/et l'isolation acoustique. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure lane 8, une tale 20 sot mise en place sur la face inférieure de la tale 1 qui comporte les bosses 2, cette tale 20 ayant pour ralle de fermer les dentelures qui forment les bosses 2. Par ailleurs, la figure 8 montre que des barres d'armature 21 peuvent également titre disposées par exemple dans les intervalles entre les bosses 2, au voisinage de la face inférieure de la tôle 1 La figure 9 donne un exemple d'une construction oom- posite conforme à la présente invention, qui peut tre également utilisée pour la construction d'un toit en forme de volte. La figure 10 montre un autre exemple d'une construction composite conforme à la présente invention,qui comporte des courbures quelconques, telles que celles qu'il est nécessaire de réaliser par exemple pour la construction de toits. Conformément à la figure 10, une paroi d'appui latérale est réalisée d'une manière analogue à aselle des plaques -qui constituent le toit, en taules pourvues de bosses. Lorsque les dentelures, qui forment les bosses, de la tale qui constitue le composant composite inférieur, sont ouvertes en direction du bas, elles peuvent eAtre utilisées pour y loger des appareils d'éclairage ou analogues. Les totales comportant des bosses sont constituées par exemple par de l'acier, un métal léger ou de la matière plastique. REVENDICATIONS 1) Construction composite caractérisée en ce que l'on utilise comme composant composite inférieur, résistant à la traction, une taule comportant une série de bosses en forme de cônes ou de pyramides tronqués, constituées par des dentelures, lesdites bosses, qui jouent le rôle de chevilles, étant entourées de l'au- tre composant composite (à savoir, le béton, par exemple). 2) Construction composite selon la Revendication 1, caractérisée en ce que la plus petite largeur des zones de la tôle délimitées par deux dentelures voisines, est inférieure à la largeur intérieure maximum des dentelures. 3) Construction composite selon les Revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les bosses sont reliées entre elles directement - ou indirectement par l'intermédiaire de l'autre composant composite - par des armatures. 4) Construction composite selon les Revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que des armatures sont disposées entre les bosses. 5) Construction composite selon l'une des Revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle forme la membrure supérieure d'au moins une poutre dont l'âme est rapportée par soudure sur'la tôle comprise entre les dentelures qui forment les bosses. 6) Construction composite selon la Revendication 5, caractérisée en ce que, dans le cas où il s'agit d'une plaque de tablier, elle forme la membrure supérieure d'une charpente de pont en rapportant deux ou plusieurs âmes de poutres longitudinales par soudure sur la tale qui comporte les bosses, à un intervalle tel les unes des autres qu'unie pluralité de rangées de bosses sont disposées entre elles. 7) Construction composite selon la Revendication 6, caractérisée en ce que la plaque de tablier est bordée sur ses côtés longitudinaux, de bandes latérales de la tale qui porte les bosses, lesquelles bandes servent à la raccorder aux plaques de tablier voisines. 8) Construction composite selon la Revendication 5, caractérisée en ce que la tôle qui porte les bosses forme, avec une largeur limitée, la bride supérieure de la poutre, tandis que le béton qui entoure les bosses qui jouent le rôle de chevilles se continue dans le béton d'une plaque supportée par la poutre. 9) Construction composite selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'armature est formée par-une tAcle comportant un système de bosses en forme de cones ou de pyramides tron- qués, orientées en direction du bas, constituées par des dentelu- res, en fixant les bosses des deux tales les unes aux autres par 11 intermédiaire de leurs sommets aplatis. 10) Construction composite selon la Revendication 9, caractérisée en ce que les bosses de la tale qui forme l'armature sont plus basses que les bosses de l'autre tôle. 11) Construction composite selon les Revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que les intervalles entre les bosses des deux tales sont remplis d'un matériau d'isolation thermique et/ou acoustique. 12) Construction composite selon l'une des Revendica- tions 1 à 10, caractérisée en ce qu une taxie qui ferme les dentelures est placée sur la tale inférieure qui porte les bosses. 13) Charpente selon l'une des Revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les dentelures qui forment les bosses de la tôle inférieure servent A la mise en place d'appareils d'éclai- rage ou analogue. 14) Construction composite selon l'une des Revendications 1 à 13, caractérisée en ce quelle est constituée par une volte cintrée.