Brevet FR2094126A1 — publié le 19720204

L'invention concerne un procédé pour la construction par tronçons successifs d'ouvrages porteurs en béton sans cintre de bétonnage. La construction par tronçons d'ouvrages porteurs sans cintre de bétonnage s'effectue ordinairement par construction en encorbellement libre, le tronçon construit en tête sans échafaudage étant haubané par rapport au tronçon précédent. Cela s'effectue au moyen d'une armature pré-contrainte de l'ouvrage porteur, qui est complétée au fur et à mesure de l'avance de l'ouvrage. Dans ces conditions, des efforts relativement intenses sont introduits dans l'ouvrage porteur, ce qui implique une armature pré-contrainte coûteuse. I1 est également difficile de maîtriser la déformation élastique de l'ouvrage porteur au cours de la construction progressive, par suite de l'augmentation continuelle du poids. S'agissant -d'ouvrages porteurs horizontaux, on peut encore venir à bout de ces difficultés, mais il n'est guère possible de construire de cette manière des ouvrages porteurs en forme de voûte. L'invention concerne en particulier un procédé pour la construction par tronçons successifs d'ouvrages porteurs qui s'écartent de l'horizontale, et notamment en forme de voûte, et elle consiste essentiellement en ce que les différents tronçons sont coulés en utilisant un coffrage qui prend un appui au moins partiel sur les tronçons déjà finis; parle fait qu'à la suite de la prise du béton, une partie au moins des~tronçons sont haubanés au moyen d'organes tendeurs dont la tension peut être modifiée, par rapport à un ou plusieurs points situés en dehors des tronçons déjà construits; et par le fait qu'on zvite une pré-contrainte de l'ouvrage porteur au cours de sa construction.Du fait que les dispositifs de haubanage se trouvent en dehors des tronçons déjà construits, les efforts de tension sont considérablement réduits et la construction est nettement moins coûteuse. En outre, les dispositifs de haubanage, qui ne sont mis en oeuvre que pendant la construction, peuvent être réutilisés à d'autres fins et on évite la pré-contrainte, relativement coûteuse, de l'ouvrage porteur luimême. tes différents tronçons de l'ouvrage porteur peuvent être équipés d'armatures lâches. Pour des ouvrages porteurs en voûte, une précontrainte n'est pas nécessaire. Si on doit néanmoins appliquer une pré-contrainte, cela peut s'effectuer sur l'ouvrage por tueur fini, mais d'après llinventíon, on l'évite pendant la construction.Du fait que le coffrage prend au moins partiellement appui sur les tronçons déjà mis en place définitive, c'est-à-dire contre la partie de l'ouvrage porteur qui estrndéjà construite, un raccordement plus exact et plus précis entre le tronçon à construire et le tronçon déjà construit est rendu possible. Le coffrage pour le nouveau tronçon à couler pourrait aussi être haubané par rapport aux points situés à l'extérieur des tronçons construits, mais il s'est avéré qu'un appui du coffrage sur les tron çons déjà finis suffisait, étant donné que ceux-ci sont euxmêmes haubanés par rapport à l'extérieur. Du fait que la tension des organes de haubanage est réglable, il est possible de compenser les différents efforts qui se manifestent au fur et à mesure due la construction de l'ouvrage. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, on procède donc en modifiant les forces de tension des organes de haubanage déjà porteurs, au cours des états successifs de l'ouvrage, en fonction de la variation des forces due à l'adjonction de nouveaux organes de haubanage et au poids des nouveaux tronçons construits. Dès qu'un tronçon a été complètement coulé et que le béton a suffisamment durci pour qu'il puisse déjà supporter des charges, ce tron çon est à son tour haubané au moyen d'un organe de haubanage et ce dernier, s'ajoutant aux autres, introduit dans la partie construite de l'ouvrage une force qui agit sur les haubans déjà porteurs. Cette force introduite dans l'ouvrage par le nouvel organe haubanage ajouté donne des composantes qui s'exercent dans la direction des organes de haubanage déjà porteurs et qui déchargent ces derniers. En raison de l'élasticité des organes de haubanage, cela a pour conséquence que la partie déjà construite de l'appareil porteur est déformée, déformation qui s' accompagne même de risques de rupture en cas d'élévation excessive de ces forces. Conformément à l'invention, cela est évité par le fait que la tension des organes de haubanage déjà porteurs est réduite chaque fois dans une mesure qui correspond aux composantes, agissant dans la direction de l'organe de haubanage considéré, de la force introduite dans la partie construite de l'ouvrage par le nouvel organe de haubanage ajouté.Conformément à l'invention, la réduction des forces de ten sion des organes de haubanage déjà porteurs peut être effectuée en.même -temps que I'augmentation de la force de tension du nouvel organe-tende-W.r ajouté. Dans ce cas, les efforts qui apparaissent dans la partie déjà construite de l'ouvrage sont réduits à un minimum.Mais, conformément à l'invention, il suffit de réduire les forces de tension des organes de haubanage déjà porteurs après avoir tendu le nouvel organe de haubanage ajouté, car même dans ce cas, les efforts qui se produisent dans la partie construite de l'ouvrage restent encore dans des limites admissibles. Mais--il est judicieux de compenser les tensions qui apparaissent dans la partie construite de l'ouvrage porteur, en modifiant les forces de tension des organes de haubanage déjà porteurs, avant d'ajouter un nouveau tronçon et, pa4suite, un nouvel organe de haubanage, c'est-à-dire avant que les efforts atteignent un niveau inadmissible dans la partie construite de l'ouvrage. Lorsqu'on dispose de points au sol, par rapport auxquels les tronçons peuvent être directement haubanés, ces points au sol peuvent être utilisés. Ces points au sol doivent se trouver à un niveau plus élevé que les tronçons qui sont reliés à eux, afin que les tensions ne doivent pas être trop fortes. Cela est par exemple le cas en montagne, où les organes de haubanage peuvent être ancrés simplement, au moyen de grappins à roche, dans la pente de la montagne. I1 est également possible -de haubaner de nombreux tronçons de l'appareil porteur sur des piliers ou similaires de cet appareil lui-même, lorsqu'on dispose de tels piliers. En l'absence de telles pqssibilités, les tronçons sont, d'après l'invention, haubanés sur des pylones qui sont de leur côté haubanés par rapport à des points au sol. Dans ce cas, il convient que les forces de tension de-s organes haubanage qui relient le pylore aux points au sol considérés soient modifiées dans le même sens et, de préférence, approximativement dans la même mesure que les forces de tension des organes de haubanage qui relient les tronçons au pylone. L'invention permet ainsi de construire, à un prix relativement bas, des ouvrages porteurs sans cintre de bétonnage, et notamment en forme de voûte. Etant donné que l'ensemble de 1' ou vrage porteur est suspendu uniformément par les organes de haubana ge pendant le déroulement de la construction, les efforts introduits dans la partie. de l'ouvrage en cours d'édification sont relativement faibles et il est donc possible, grace à l'invention, de faire progresser l'ouvrage plus rapidement, étant donné que le tronçon suivant peut déjà être construit à un moment où le béton nra pas encore durci complètement, mais a atteint seulement un état de prise suffisant pour que le coffrage puisse être appuyé ou suspendu au tronçon précédent. puis, dès que l'ouvrage porteur à voûte est fermé sur lui-même, les efforts sont absorbés par étaiement mutuel et les haubans peuvent être enlevés L'invention est illustrés schématiquement à propos d'exemples d'exécution qui se rapportent à la construction d'ouvrages porteurs en voûte. La figure 1 illustre le haubanage des différents tronçons par rapport à un pylone. La figure 2 illustre une variante de la forme d'exécution représentée sur la figure 1. Comme le montre la figure 1, la construction de l'ouvrage porteur 1 s'effectue par tronçons, les différents tronçons ayant été désignés par la, lb, lc, ld, le, etc.. Les tronçons sont coulés sur place dans un coffrage, le dernier étant appuyé chaque fois contre le tronçon déjà fabriqué. Sur le dessin, on a représenté le stade auquel le tronçon le tracé en points et. en tirets est coulé dans un coffrage qui prend appui contre le tronçon ld déjà achevé. Le coffrage est monté sur un chariot 6, dit chariot de construction en encorbellement, qui est suspendu au tronçon ld. les tronçons lb, lc et ld sont fabriqués selon le même mode, décrit à propos de celui qui est désigné par le.Dès que le béton des différents tronçons a pris, c'est-à-dire a durci, on procède chaque fois à un haubanage au moyen d'organes 4 réagissant sur un pylone 3. le segment lb est ancré au pylone 3 par l'organe de haubanage 4b, le tronçon lc par 11 organe de haubanage 4c et le tronçon ld par l'organe de haubanage 4d. Ce pylone 3 est composé d'éléments individuels empilés les uns sur les autres, qui peuvent être par exemple attelés les uns aux autres par des organes prétendus. les efforts de tension des organes de haubanage 4b, 4c et 4d, transmis à ce pylone 3, sont absorbés par des organes tendeurs 5b, 5c et 5d par lesquels le pylone 3 est haubané par rapport à des points au sol, si bien que le pylone 3 n'est pratiquement chargé qu'en direction verticale.Les organes de haubanage pour le trcn çon le n'ont pas été indiqués, étant donné que'on procède au haubanage de ce tronçon seulement après avoir coulé le béton et l'avoir laissé durcir. Si l'on utilise un béton rapide à haute résistance, sa prise, c'est-à-dire le durcissement du tronçon coulé, a déjà atteint au bout de 30 h environ un degré suffisant pour que les organes de haubanage puissent être mis en place et que le chariot 6 de construction en encorbellement puisseêtre suspendu à ce tron çon. Le tronçon la, qui est mis en place directement sur la fondation, peut être construit selon le procédé usuel et ne nécessi- te ancore aucun haubanage. Du fait de la mise en place du nouvel organe de haubanage ajouté, par exemple de l'organe de haubanage pour le tronçon le, la distribution des forces dans les tronçons la, lb, lc, ld déjà construits de l'appareil porteur est modifiée. les forces de tension exercées par le nouvel organe de haubanage ajouté donnent lieu à des composantes qui agissent dans la direction des organes de haubanage 4b, 4c, 4d et, en conséquence, déchargent ces derniers. I1 en résulterait que ces organes de haubanage 4b, 4c et 4d se raccourciraient élastiquement en raison de la réduction de charge, ce raccourcissement pouvant atteindre -un degré notable, eu égard à la longueur de ces organes de haubanage. En conséquence, la partie finie de l'ouvrage porteur serait déformée vers le haut, avec le risque d'une rupture.C'est pourquoi, au moment où le nouvel organe de haubanage ajouté pour le tronçon le-est tendu, on réduit en conséquence la tension des organes de haubanage lb, lc, ld. Cette réduction de la tension peut s'effectuer simultanément ou ultérieurement par rapport à la mise en tension de 1'- organe tendeur pour le tronçon le. Dans l'un et l'autre cas, la-distribution des tensions dans la partie déjà finie de l'appareil porteur (la à ld) est corrigée par la correction de la tension-des organes de haubanage 4b, 4c et 4d, de manière à éviter ces déformations. les organes tendeurs 4b, 4c, 4d sont constitués , de fa çon connue en soi, par des barres d'acier munies d'un filetage qui porte un écrou 8b, 8c, 8d à leur extrémité. En vissant ces écrous, on peut modifier les forces de tension dans ces organes de haubanage. 4b, 4c, 4d, opération qui peut s'effectuer selon le procédé habituel, à l'aide de presses hydrauliques. les forces de tension qui doivent être introduites dans les différents organes de haubanage 4b, 4c, 4d, etc. à chaque étape au fur et à mesure de la construction de l'ouvrage sont déterminées par le calcul.et, à- l'achèvement d'un tronçon lc, ld, le, etc.., les forces de tension des différents organes tendeurs 4b, 4c, 4d, etc. sont réglées d'aprè-s ce calcul. Etant donné que le pylone 3 ne doit être chargé que verticalement, les forces de tension dans les organes de haubanage 5b, 5c, 5d,etc. sont modifiées de façon analogue, en même temps que le réglage des forces de tension des organes de haubanage 4di 4c, 4d etc. Ces organes dghaubanage 5b, 5c, 5d peuvent être constitués eux aussi par des barres d'acier munies de filetages, la modification des forces de tension étant effectuée en faisant tourner comme il convient des écrous 9b, 9c, 9d, etc. Dansl'exemple d'exécution du dessin, l'appareil porteur est réalisé sous forme creuse. les différents tronçons la, lb, lc, ld, le, etc. sont donc coulés en creux, selon ce qui est indiqué par la ligne discontinue 2, au moyen d'un coffrage-noyau qui est retiré à l'achèvement des tronçons. les différents tronçons ou la partie de l'appareil porteur présentent une;armature qui n'est nuBement-pré-contrainte, car une telle armature précontrainte se révèle inappropriée dans le cas d'un appareil porteur en voûte. tes tronçons la, 1k, lc, ld, le, etc. sont simplement exécutés avec une armature lâche qui fait saillie comme d'habitude sur les tronçons et qui assure le raccordement mutuel des tronçons la, lb, lc, ld. le, etco Dans la forme d'exécution du procédé selon la figure 1, le chariot 6 de construction en encorbellement prend simplement appui sur le tronçon fini précédent la, lb, lc, ld etci La figure 2 illustre une forme d'exécution dans laquelle le chariot 6 de construction en encorbellement est en plus haubané par l'organe de haubanage 4espar rapport au pylone 3, pendant la confection du tronçon considéré (le). A l'achèvement du tronçon le cet organe de haubanage 4e est fixé en 7 au tronçon le et est détaché du chariot 6 de construction en encorbellement. Mais en général, l'étaiement contre le tronçon ld déjà fini est parfaitement suffisant, selon ce qui est représente sur la figure B, - REVENDICATIONS-- 1.- Procédé pour la construction par trcnçons d'ouvrages porteurs de béton sans cintre de bétonnage qui s'écartent de l'horizontale, et notamment en forme de voûte, caractérisé par le fait que les différents tronçons sont coulés en utilisant un coffrange qui prend un appui au moins partiel sur les tronçons déjà finis; par le fait qu'à la suite de la prise du béton, une partie au moins des tronçons sont haubanés au moyen d'organes tendeurs dont la tension peut être modifiée, par rapport à un ou plusieurs points situés en dehors des tronçons déjà construits; et par le fait qu'on évite toute pré-contrainte de l'appareil porteur au cours de sa construction. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les forces de tension des organes de haubanage déjà porteurs sont modifiées, au cours des phases successives de l'ou- vrage, en fonction de la variation des forces due à l'adjonction de nouveaux organes de haubanage et au poids des nouveaux tronçons construits. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la tension des organes de haubanage déjà porteurs est réduite chaque fois dans une mesure qui correspond aux composantes, agissant dans la direction de l'organe de haubanage considéré, de la force introduite dans la partie construite de l'ouvrage porteur par l'adjonction du nouvel organe de haubanage. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la réduction des forces de tension des organes de haubanage déjà porteurs est effectuee en même temps que l'augmentation de la force de tension du nouvel organe tendeur ajouté ou après la mise en tension du nouvel organe de haubanage aj-outé. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à * d/caractérisé. par le fait que les tronçons sont haubanés par rapport à des pylones qui sont à leur tour haubanés par rapport à des points au sol. 6.- Procédé selon l'une quelconque des ~evendicationsl à 5, caractérisé par ie fait qu'en cas de haubanage des tronçons par rapport à des pylones qui sont à leur tour haubanés par rapport à des points au sol, les forces de tension des organes de haubanage qui relient le pylone auxdits points au sol sont modifiées dans le même sens et, de préférence, approximativement dans la même mesure que les forces de tension des organes de haubanage qui relient les tronçons au pylore.