Brevet FR2018949A1 — publié le 19700626

la présente invention concerne les procédés de montage de silos pour matériaux granuleux et liquides, ainsi que les silos montés suivant ledit procédé et que l'on utilise pour le stockage de matériaux granuleux : grains, sucre, fourrage, gravillon, ciment, chaux, poudre de dolomie, etc..., ainsi que de produits liquides : eau, vin, pétrole, mazout, matières grasses et autres produits des industries chimique et alimentaire. D'ordinaire les silos de ce type sont en béton armé monolithe ou pré-fabriqué. Parmi tous les types de silos actuellement utilisés, les plus économiques et les plus rentables sont les silos à capacités-enveloppes cylindriques de grand diamètre (plus de 6 mètres) qui, outre les avantages de construction qu'ils présentent, ont une grande capacité et sont très commodes au point de vue exploitation. On connaît un procédé de montage de silos pour matériaux granuleux et liquides, par assemblage rigide entre elles de viroles cylindriques montées parallèlement les unes aux autres et qui sont constituées individuellement par des anneaux séparés comportant plusieurs segments. Dans un tel procédé de montage des silos, les joints des segments sont rendus monolithes. Lorsque le béton des joints aquiert la résistance assignée, on monte l'un sur l'autre les anneaux ainsi constitués en utilisant dans les jonctions horizontales un mortier de ciment et de sable. Au fur et à mesure du montage des viroles, les surfaces de jonction entre celles-ci sont serrées par des boulons, puis elles sont rendues monolithes pour constituer une carcasse rigide complète formant des colonnes suivant la hauteur du réservoir. Du point de vue du travail statique, les viroles qui occupent les positions les plus défavorables sont les viroles extrêmes du réservoir, dont les éléments travaillent à la flexion aussi bien dans un plan vertical que dans un plan horizontal. C'est pourquoi dans certaines constructions les colonnes monolithes sont en outre bétonnées suivant le pourtour extérieur du réservoir. Cependant, une telle réalisation monolithe des joints entre les segments et les viroles exige beaucoup de travail surtout dans les conditions hivernales..., ce qui réduit considérablement la cadence de montage du réBervoir. L'absence d'un serrage préliminaire du béton, aussi bien dans les éléments eux-mêmes que dans les joints, provoque une réduction de la résistance à la fissuration et de la longévité des silos. On contact un procédé d'érection de silos en béton armé monolithe dans un coffrage glissant. Toutefois le montage de silos par ce procédé nécessite un travail considérable, de grandes quantités de béton et de ferrures. En outre, les silos de ce type sont d'ordinaire construits en béton non contraint, ce qui peut provoquer, au cours de leur exploitation, la formation et le développement de fissures, d'où une réduction notable de leur résistance et de leur longévité. On connatt un procédé de montage de silos dans un coffrage glissant avec utilisation de béton précontraint, ce qui est obtenu soit à l'aide de faisceaux de fil d'acier de haute résistance montés dans des canaux curvilignes ménagés dans les parois des viroles et qui sont ensuite tendus par des vérins hydrauliques au fur et à mesure de l'érection du silo, soit par enroulement d'un fil d'acier à haute résistance sur le corps en béton de chaque virole du silo. Dans le premier cas il est nécessaire d'exécuter des travaux de haute qualité lors de la tension des ferrures et de l'injection du mortier de ciment dans les canaux, ce qui est difficilement réalisable dans les conditions du montage et surtout en présence de basses températures. Dans le deuxième cas, on ne peut assurer la protection des ferrures tendues contre la corrosion. le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus. Il s'agissait donc de créer un procédé de montage de silos pour matériaux granuleux et liquides, ainsi qu'un silo obtenu selon ledit procédé, permettant d'éliminer toute opération d'assemblage monolithe des joints entre les segments et entre les viroles tout en prévoyant une précontrainte du béton aussi bien dans les segments que dans les jonctions entre ces derniers et les joints d'assemblage des viroles entre elles. Cet objectif est atteint du fait que dans le procédé de montage de silos pour matériaux granuleux et liquides, par assemblage rigide entre elles de viroles ou enveloppes cylindriques montées parallèlement l'une à l'autre, et qui sont individuellement constituées par des anneaux séparés comportant plusieurs segments, selon l'invention chaque segment est précontraint, les segments sont assemblés en anneaux, et les anneaux d'une virole sont assemblés aux anneaux de l'autre par serrage et par fixation desdits anneaux à l'état serré. Il est préférable de réaliser le serrage et la fixation des anneaux de l'enveloppe entre eux aux points de jonction des segments dans l'anneau. Dans un silo monté conformément au procédé selon l'invention et comportant des enveloppes cylindriques rigidement reliées entre elles et montées parallèlement, chacune étant constituée par des anneaux séparés comportant plusieurs segments, Selon l'invention les segments précontraints comportent à leurs extrémités des surépaisseurs, dont chacune comporte des orifices débouchants recevant des éléments de serrage au moyen desquels sont serrés et fixés les joints des segments au cours du montage des anneaux. Il est rationnel que la longueur de chaque surépaisseur du segment soit au moins égale à la longueur de la zone d' ancrage de ses ferrures contraintes. Une telle solution permet, en fabriquant des segments de silo en matériau précontraint, en les assemblant à l'aide d'éléments de serrage subséquemment serrés avec un effort prédéterminé, de créer au cours du montage des anneaux dont le béton est précontraint dans chacune de ses sections, ce qui améliore la résistance à la fissuration ainsi que la longévité des silos. Pendant le montage des silos les joints des surépaisseurs sont disposés dans les enveloppes les uns au-dessus des autres, et à leur surface de contact, l'un en face de l'autre, avec serrage subséquent des éléments de serrage avec an effort prédéterminé, ce qui permet d'obtenir des colonnes assemblées traversant toute la hauteur du silo et formant la charpente porteuse supportant les efforts de son propre poids, la charge utile ainsi que l'affaissement irrégulier du terrain. Ceci permet d'éviter tous les travaux nécessités par la mise en oeuvre d'un béton monolithe au cours de l'élaboration d'une telle charpente porteuse. le serrage et la fixation des segments précontraints dans l'anneau à l'aide d'éléments de serrage est base sur le fait que la transmission des efforts dans l'anneau aux éléments de serrage, s'opère grâce À l'adhérence entre les ferrures et le bét,dapE1 les linlites de la longueur de surépaisseur des segments. ne dépend pas d matériau et de la nature des te-r-rures (tiges fils d'acier à haute résistance, treillis, etc...) et du procédé de contrainte, et par conséquent, pendant la fabrication es segments on peut appliquer un procédé quelconque de précontrainte des ferrures d'un type quelconqe, pourvu qu'elles présentent une adhérence suffisante avec le béton Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple concret d'exécution, donné à titre non limitatif, avec référence aux dessins annexés qui représentent - la figure 1 un silo conforme à à l' I' invention en coupe longitudinale; - la figure 2, une vue de dessus du mime silo; - la figure 3, une vue en coupe longitudinale d'un segment de silo (vue de dessus);; - la figure 4. une vue en coure suivant la ligne I-IV r de la figure "; - la figure 5, l'ensemble de jonction de deux segments voisions en un anneau (coupe longitudinale); - la figure 6, l'ensemble A de la figure 5; - la figure 7, l'ensemble B de la figure 2. Le silo pour le stockage de matériaux granuleux et liquides est monté par assemblage rigide d'enveloppes circulaire on été armé 1 (figure 1), montées parallèlement les unes aux autres et dont chacune est constituée par des anneaux séparés 2 comportant plusieurs segments 3 (figures 2 et 3) de forme curviligne. Les segments 3 sont fabriques an matériau précontraint. A cet effet, chaque segment est fabriqué de la façon suivante: Sur le fond d'un coffrage (non representé) ayant la forme d'un segment curviligne 3, on monte des positionneurs verticaux 4 en béton armé, comportant des évidements 5 (figures 4); la quantité de positionneurs est déterminée dans chaque cas concret en fonction de la longueur et de la courbure du segment 3. On place ensuite, dans les cavités 5 et les saillies 6 des positionneurs 4, une ferrure contrainte 7, et on réalise sa contrainte préliminaire par un procédé mécanique ou thermo-élec- trique approprié. Pour améliorer l'adhérence entre armature et béton on on place aux extrémités de la ferrure précontrainte 7 des ferrures en forme de spirales 8 (figure 3). En tant que ferrure 7 on peut utiliser des tiges de ferrure, des ils d'acier S haute résistance, des treillis, etc... présence tant une adhérence suffisante au béton. Après a tension des ferrures 7 dans le coffrage (non représenté) on procède à la pose du mortier de béton et on le soumet ensuite au traitement thermique. Lorsque le béton acquiert la résistance prévue, on procède au relåchement des ferrures sur le béton par sectionnement des ferrures contraintes 7 aux extrémités du segment moulé 3, après quoi on extrait ce dernier du coffrage. 11 application d'une contrainte curviligne à l'armature contrainte 7 avant le bétonnage, obtenue à l'aide des positionneurs en béton armé 4, assure une protection fiable contre la corrosion ainsi qu'une compression uniforme du béton dans toutes les sections du segment. Lors de la fabrication des segments 3, on réalise aux extrémités de chaque segment des surépaisseurs 9 pour l'ancrage des ferrures contraintes, l'assemblage des segments 3 au cours du montage des anneaux 2, et la formation de la charpente porteuse du silo destinée à supporter les efforts dûs à son propre poids, à la charge utile et à l'affaissement irrégulier du terrain. Dans chaque surépaisseur 9 sont prévues deux paires d'orifices débouchants 10 destinés à recevoir des éléments de serrage, c'est-à-dire des boulons il (figures 5 et 6) au moyen desquels on serre et on fixe les joints des segments 3 au cours du montage des anneaux, ce qui permet de créer une précontrainte du béton de l'anneau aux joints de ce dernier, et d'améliorer ainsi sa résistance à la fissuration et sa longévité. la longueur de chaque surépaisseur 9.du segment 3 est choisie au moins égale à la longueur de la zone d'ancrage de la ferrure contrainte 7, ce qui assure une résistance régulière de l'anneau assemblé dans toutes ses sections. Pour une meilleure jonction des segments au cours de leur assemblage en anneaux, les faces des surépaisseurs 9 des segments comportent d'un côté une surface concave 12 (figure 3), et les faces des surépaisseurs des segments de l'autre côté présentent une surface convexe 13, les surfaces 12 et 13 ayant le même rayon. les anneaux de l'enveloppe sont assemblés avec les anneaux de l'autre par serrage et fixation de ceux-ci à l'état serré au moyen de boulons, le serrage et la fixation des anneaux 2 des enveloppes 1 entre eux étant réalises aux points de jonction des segments dans l'anneau 2 (comme indiqué sur la figure 7). le montage des silos s'opère de la façon suivante. Sur le chantier de montage on assemble les anneaux 2 à partir des segments 3 en béton précontraint. A cet effet, sur les surfaces en bout des surépaisseurs 9 (figure 5) de chaque segment on applique un produit liant constitué, par exemple, par un mortier de ciment et de sable, par une résine époxy, etc.... Ensuite on rapproche les segments 3 jusqu'à ce que les faces en bout des surépaisseurs 9, s'appliquent l'une sur l'autre et on place dans les orifices 10 les boulons de serrage il avec les rondelles 14 et les écrous 15. Pour prévenir la déformation du béton sous les rondelles 14 au cours du serrage des boulons 11, on monte des spirales de ferrure 16. Le serrage des écrous 15 est réalisé à l'aide de clés dynamométriques avec l'effort de rupture prévu dans l'anneau. la présence de surépaisseurs 9 aux extrémités des segments 3, comportant respectivement des surfaces en bout concave 12 et convexe 13, assure leur adhérence parfaite au cours de l'opération d'assemblage des anneaux, avec utilisation d'un liant dans les joints, ce qui, en combinaisonavec les boulons li eerisavec l'effort prévu, permet de monter les silos à partir des anneaux 2 immédiatement après le serrage des boulons et l'élimination des excédents de lisses qui sont refoulés des joints pendant 11 assemblage des anneaux 2. Ceci donne la possibilité d'améliorer considérablement la cadence de montage des silos, car la mise en place des anneaux est réalisée en présence d'un liant non solidifié dans les joints. Les anneaux 2 (figure 2) de toutes les viroles cylindriques 1 sont montés simultanément, et on les met en place selon les dimensions et à la forme du silo. Après le montage d'une rangée d'anneaux de toutes les enveloppes, on assemble les anneaux 2 d'une enveloppe aux anneaux de l'autre au moyen des boulons de serrage 17 (figure 7) aux points de jonction des segments 3 dans l'anneau, Autrement dit les surépaisseurs 9 d'un anneau 2 de l'enveloppe sont conjuguées aux surépaisseurs 9 des anneaux 2 des autres enveloppes. Sur les surépaisseurs 9 des segments 3 et sur-le périmètre des anneaux 2 on applique le liant, et à travers les surépaisseurs 9 on dispose les boulons de serrage 17 au moyen desquels on procède au serrage et à la fixation des enveloppes entre elles. De cette fkçon,les surépaisseurs 9 jointes sont disposées dans les enveloppes les unes au-dessus des autres, tandis qu'à leurs points de contact elles sont disposées les unes face aux autres; on serre ensuite les éléments de serrage avec l'effort prévu, et on obtient ainsi des colonnes composites disposées sur toute la hauteur du silo et qui forment la charpente porteuse destinée à supporter les efforts dAs à son propre poids à la charge utile et à l'affaissement irrégulier du terrain, ce qui vermet d'éviter tous les travail de pose d'un béton monolithe su cours de l'éla- formation d'une telle charpente porteuse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. - Un procédé de montage de silos pour matériaux granuleux et liquides, par assemblage rigide d'enveloppes cylindriques montées parallèlement les unes aux autres chacune d'elles étant constituée par des anneaux séparés comportant plusieurs segments, caractérisé en ce que chaque segment est précontraint, qu'on assemble les segments entre eux pour en former des anneaux et qu'on assemble les anneaux d'une enveloppe aux anneaux de l'autre enveloppe en les serrant et en les fixant à ltétat serré. 2. - Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que que le serrage et la fixation des anneaux des enveloppes entre eux sont réalisés aux points de jonction des segments dans les anneaux. 3. - Un silo obtenu par le procédé suivant les revendications 1 et 2, du type comportant des enveloppes cylindriques rigidement assemblées entre elles, montées parallèlement l'une à l'autre et constituées chacune par des anneaux séparés comportant plusieurs segments, caractérisé en ce que les segments précontraints sont réalisés avec des surépaisseurs à leurs extrémités, chacune desdites surépaisseurs comportant des orifices débouchants destinés à recevoir des éléments de serrage au moyen desquels on serre et on fixe les joints des segments lors du montage des anneaux. 4. - Un silo suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur de chaque surépaisseur de segment est au moins égale à la longueur de la zone d'anerage de sa ferrure contrainte.