Brevet FR2112417A1 — publié le 19720616

L'invention concerne une poutre-»?aiglon -creuse constituée par un élément de construction inférieur et par un élément supérieur fabriqués séparément, armes, au moins partiellement en béton, qui sont reliés rigidement ensemble par leurs grands côtés, la pa-5 roi de l'élément inférieur, vue en coupe transversale., montant- vers l'élément supérieur en s'écartant vers l'extérieur. Un but de l'invention est de procurer un.? poutre-caisson creuse de hauteur et de portée importantes, qui offre une liaison des deux éléments rigide et résistante au cisaillement., tout en 1Q permettant d'obtenir aux moindres frais possibles des poutres de différentes hauteurs. L'invention consiste en ce que l'on applique longitudinale-ment sur l'élément supérieur et sur l'élément inférieur une couche de liaison sensiblement verticale., dans laquelle pénètrent et se 15 recouvrent des armatures noyées dans l'élément supérieur et dans l'élément inférieur, lesquelles armatures comportent des éléments d'armature s'étendant transversalement par rapport à la poutre-caisson, la couche d'armature se trouvant dans l'élément inférieur s'étendant au voisinage de la face externe de la paroi de l'élé-2Q ment considéré. L'objet de l'invention est explicite plus-en détail ci-après à l'aide d'un exemple représenté sur le dessin, sur lequel : la figure 1 montre en coupe transversale une première réalisation d'une poutre-caisson creuse ; 25 la figure 2 montre en coupe transversale une seconde réali sation d'une poutre-caisson creuse ; la figure 3 montre l'utilisation d'une poutre-caisson conforme à l'invention ; et la figure 4 montre selon la même vue, une variante de la 30 poutre-caisson creuse de la figure 1. La poutre-caisson creuse, représentée sur la figure 1 et de section transversale fermée, comporte un élément 1 en béton en forme de coquille et un élément recouvrant 2 en béton en forme de U inversé ou de gouttière, ces deux éléments étant reliés rigide-35 ment ensemble. L'élément couvrant 2 est constitué par un plafond 3 et des parois latérales 4 raccordées de chaque côté au plafond 3 et s'é-cartant légèrement de celui-ci vers le bas. Les surfaces terminales 5 des parois latérales 4 sont légèrement inclinées vers le SAD ORIGINAL 1 38623 2 2112417 haut et vers 11 extérieur. S&-0*. aones 6 situées à une certaine distance l'une au-dessus de l'autre sont prévues sur les faces externes des parois latérales '! des portions de parois rentrantes, ' grâce auxquelles --ont forcée;} des saillies non représentées. Dans le plafond 3 de 1 ' il-. couvrant 2 est noyée une armature 7 qui s'étend sur toute la longueur du plafond 3 et dont les extrémités 8 saillent hors de celui.-yi «fc pénètrent dans une couche de recouvrement et de liaiaon 9 en béton appliquée à l'extérieur sur les parois 3 atéraies. Les ox: remités 8 de l'armature noyées dans les couches de béton 9 seat -o-udées à angle droit vers le bas. L'armature 7 est oo.joib oo^ent horizontale dans la zone du plafond 3 ; le plafond ruine nie légèrement au milieu de la section transversale par rappo; I « i'armature 7 et il s'abaisse aux extrémités de cette môme t.eo>\ : vn transversale, en fonction du moment statique. Dans ce caa, il n'y a qu'une couche d'armature avec des barres transversales. L'élément 1 en forme de coquille comporte une portion médiane cylindrique à laquelle se raccordent des portions marginales incurvées vers le haut et; dont l'inclinaison aux extrémités est c omp ri s e ent re '10 e t ^ G ... La surface terminale supérieure de la paroi de l'élément est sensiblement horizontal.: ot constitue en même temps le plan de jonction entre les éléments 1 et 2. Les bords intérieurs des parois latérales 4 de l'élément supérieur 2 coïncident avec les bords intérieurs supérieurs dw ici paroi de l'élément inférieur 1. L'épaisseur de paroi de 1?élément 1 en forme de coquille est toutefois supérieure à celle des parois latérales 4 de l'élément supérieur 2, de. sorte qoe la paroi L'élément i or, foroe du coquille comporte également une arma- BAD ORIGINAL 71 38623 3 2112417 ture 10 qui dépasse de chaque côté de la zone saillant vers l'ex** térieur des surfaces terminales de la paroi de l'élément et pêne*-tre vers le haut dans les couches de liaison 9 en béton et s'étend dans celles-ci vers le haut jusqu'à la hauteur du plafond 3 5 de l'élément supérieur 2. Sa section supérieure se recouvre avec les extrémités repliées vers le bas de l'armature 7 sortant de l'élément 2 et se trouve à l'extérieur par rapport à celles-ci. L'élément inférieur 1 ne comporte dans ce cas qu'une couche d'armature cintrée selon la paroi de l'élément, qui s'étend au voisi-10 nage de la surface externe de l'élément 1. De préférence, les armatures 7 et 10 comportent à de petits intervalles (environ 15 cm) des barres disposées parallèlement l'une à côté de l'autre qui dépassent de la façon décrite dans les couches de liaison 9-15 L'élément inférieur 1 comporte en outre encore des câbles 11 de précontrainte. D'autres câbles 12 de précontrainte se trouvent dans la partie supérieure des couches de liaison 9- Les câbles 12 agissent sur toute la section transversale de la poutre. L'élément supérieur 2 est préfabriqué de façon usuelle dans 20 un moule en béton réalisé sous forme de table vibrante. L'élément inférieur 1 est formé dans un moule ouvert au moyen d'un finisseur se déplaçant le long du moule. Sur ses grands côtés, le moule comporte des parois de coffrage s'étendant vers le haut. L'élément supérieur 2 est placé sur l'élément inférieur 1 se trouvant 25 encore dans le moule ouvert. Puis, l'on remplit de béton frais l'intervalle entre les parois latérales 4 et les parois de coffrage citées ci-dessus et l'on vibre. Dans ce cas, il faut veiller à ce que le béton frais pénètre dans les portions rentrantes des parois latérales 4 et vienne s'appliquer sur les parois latérales 30 et les surfaces terminales de la cloison de l'élément inférieur 1. On obtient ainsi une poutre-caisson creuse haute pour de grandes port.ées offrant entre ses éléments une liaison rigide et résistante au cisaillement. En outre, on obtient une poutre-caisson creuse avec une seule couche d'armature qui s'étend tout au-35 tour de la section transversale de la poutre et constitue un châssis fermé. La figure 2 montre une poutre-caisson creuse destinée plus spécialement à la construction de voies de communication, de routes, de ponts, etc.. Lorsqu'on réalise les voies de communication, 40 on place sur le plafond de l'élément supérieur 2 une couche de 71 38623 4 2112417 béton 13 gui constitue ensuite la couche supérieure de la chaussée de la voie de communication. Dans ce "but, on noie au milieu du plafond et dans les couches de liaison 9 àes armatures 14, 15 qui saillent vers le haut et sont ensuite recourbées horizontalement. 5 La figure 3 représente en coupe transversale un pont dans le quel trois pout-re s-caissons creuses 16, 17, 18 sont placées l'une à côté de l'autre dans le sens de la longueur. Les poutres 16, 17 et 18 sont placées complètement séparées l'une de l'autre. Les poutres 16 et 17 constituent respectivement une portion longitu-10 dinale d'une chaussée de roulement, tandis que la poutre 18 constitue une portion longitudinale du chemin de piétons. Dans ce but, cette dernière poutre dépasse légèrement vers le haut de sorte que sa paroi latérale sert de bordure pour la chaussée. La poutre 18 est légèrement inclinée vers l'extérieur et vers le bas et les 15 deux poutres 16 et 17 sont légèrement inclinées l'une vers l'autre et vers le bas. Naturellement, on peut joindre l'une à l'autre dans le sens longitudinal autant de poutres qu'on le désire. On peut loger des dispositifs de chauffage dans le volume 20 creux des caissons. Dans la poutre de la figure 4, la seule différence par"rapport à la poutre de la figure 1 est un élément 20 supplémentaire servant à encaisser les contraintes et situé sensiblement à' mi-hauteur de la section transversale de la poutre et perpendiculai-25 rement au plan de symétrie de cette section transversale. L'élément 20 s'étend entre les parois latérales de la poutre et pénètre entre les deux éléments 1 et 2 dans les couches de liaison 9 dans lesquelles ses extrémités repliées vers le haut sont ancrées par des moyens appropriés. Cet élément 20 peut être une plaque de tôle 30 dont l'épaisseur et l'ancrage des extrémités sont calculés en fonction des charges à supporter. Le cas échéant, à la place de la plaque de tôle,- on peut utiliser des barres métalliques en acier, par exemple, disposées à une certaine distance l'une de l'autre dont le diamètre, l'écartement et l'ancrage des extrémités sont 35 calculés en fonction de ces mêmes charges. Les avantages de ce dernier agencement consistent en ce que la poutre peut supporter des charges plus élevées du fait que l'élément destiné à encaisser les contraintes empêche les parois latérales de la poutre de s'écarter latéralement. L'élément 20 71 38623 5 21124 T 7 divise en outre le volume intérieur de la poutre en deux conduits dont l'un peut servir par exemple à l'arrivée d'air et l'autre à son évacuation. Lors de la fabrication de la poutre-caisson creuse selon la 5 figure 4, l'élément 20 destiné à encaisser les contraintes est placé sur l'élément 1 se trouvant encore dans le moule ouvert, puis l'élément couvrant 2 est posé par-dessus et les couches de liaison 9 sont coulées. Naturellement, la poutre-caisson creuse selon la figure 2 pourrait être munie d'un ou de plusieurs élé-10 ments destinés à encaisser les contraintes. Les poutres-caissons creuses décrites peuvent également être utilisées comme éléments de toit. Du fait que la couche de liaison 9 dépasse au-dessus du plafond, elle peut constituer une gouttière. Une telle poutre peut 15 servir de gouttière de shed. Les poutres-caissons creuses peuvent en outre être utilisées comme pontons flottants. Dans le cas où cela est nécessaire, les poutres-caissons creuses peuvent être obturées à leurs deux extrémités frontales. 20 La hauteur de l'élément supérieur 2 en forme de U peut égale ment varier dans le sens longitudinal de cet élément et, par exemple, augmenter depuis les faces frontales vers le milieu, ou aller en augmentant d'une face à l'autre. De préférence, on prévoit dans la zone des faces frontales 25 de la poutre-caisson creuse une autre couche d'armature pour encaisser les contraintes en cisaillement et les contraintes principales en traction, cette couche d'armature se trouve dans l'élément inférieur et dans les couches de liaison et elle est ancrée avec l'élément supérieur. 71 38623 6 2112417 ^EWDIgATIQNS 1.- Poutre-caisson creuse constituée par un élément de construction inférieur et par un élément supérieur fabriqués séparément, armés, au moins partiellement en béton, qui sont reliés 5 rigidement ensemble par leurs grands côtés, la paroi de l'élément inférieur, vue en coupe transversale, montant vers l'élément supérieur en s'écartant vers l'extérieur, caractérisée en ce que l'on applique longitudinalement sur l'élément supérieur et sur l'élément inférieur une couche de liaison sensiblement verticale, 10 dans laquelle pénètrent et se recouvrent des armatures noyées dans l'élément supérieur et dans l'élément inférieur, lesquelles armatures comportent des éléments d'armature s'étendant transversalement par rapport à la poutre-caisson, la couche d'armature se trouvant dans l'élément inférieur s'étendant au voisinage de la 15 face externe de la paroi de l'élément considéré. 2.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément inférieur dépasse vers l'extérieur par rapport à l'élément supérieur dans la zone de liaison et comporte une armature qui pénètre de chaque côté, par les portions saillant 20 vers l'extérieur, dans les couches de liaison, les couches de liaison étant appliquées sur les portions saillantes de l'élément inférieur. 3-- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une seule armature comportant des éléments d'ar-25 mature s'étendant transversalement par rapport à la poutre-caisson creuse se trouve dans les deux éléments, et en ce que, vue en coupe transversale, l'armature constitue un cadre fermé qui s'étend à travers les couches de liaison. 4.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, carac- 30 térisée en ce que l'armature est allongée dans la paroi de plafond de l'élément supérieur et que la paroi .de plafond, vue en coupe transversale, est déportée par rapport à l'armature, au milieu vers le haut, et aux extrémités vers le bas. _ . creuse 5'~ Poutre-caisson/selon la revendication 1, caractérisée en 35 ce que l'on prévoit sur la face externe des parois latérales de l'élément supérieur des portions de paroi rentrantes dans lesquelles pénètrent les couches de liaison, ou des saillies qui pénètrent dans les couches de liaison. 6.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 2, caraeté- 71 38623 7 2112417 risée en ce que l'élément inférieur est en forme de coquille et que l'élément supérieur a une section transversale en U5 l'élément supérieur étant posé sur l'élément inférieur avec ses parois latérales sur les surfaces terminales supérieures des parois de 5 coffrage ou au voisinage de ces surfaces terminales. CI®6US© 7-- Poutre-caisson/selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couches de liaison s'étendent au moins sur toute la hauteur des parois latérales. 8.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, carac- 10 térisée en ce que des portions d'armature saillent vers le haut à partir de la paroi de plafond de l'élément supérieur et/ou à partir des couches de liaison. 9.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que des câbles de précontrainte s'étendant dans le 15 sens longitudinal de la poutre-caisson creuse se trouvent dans la coquille et dans la zone supérieure des couches de liaison. 10.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on prévoit à l'intérieur de la poutre au moins un élément (20) destiné à encaisser les contraintes3 qui s'étend 20 entre les parois latérales de la poutre et est ancré dans les parois latérales de celle-ci. 11.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'élément destiné à encaisser les contraintes est inséré entre les deux éléments en béton (la 2) et en ce qu'il 25 est ancré dans les couches de liaison des parois latérales de la poutre reliant les deux éléments de béton (13 2). 12.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 103 caractérisée en ce que l'élément destiné à encaisser les contraintes est une plaque de tôle et divise le volume intérieur de la poutre 30 en deux conduits. 13.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'on prévoit une multiplicité de barres métalliques placées à une certaine distance l'une de l'autre. 14.- Poutre-caisson creuse selon la revendication 1, carac- 35 térisée en ce que l'on prévoit dans la zone des extrémités frontales de la poutre-caisson une autre couche d'armature pour encaisser les efforts de poussée et les efforts de traction principaux, laquelle armature est située dans- l'élément inférieur et dans les couches de liaison et est ancrée avec l'élément supérieur. 71 38623 8 2112417 15.~ Procédé de fabrication d'une, poutre-"-caisson-creuse se^ Ion la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément inférieur (1) est fabriqué dans un moule ouvert et que l'élément supérieur (2) préfabriqué est placé sur l'élément inférieur, à la suite de 5 quoi les couches de liaison (9) sont coulées. 16.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on place d'abord sur l'élément (1) en forme de coquille un ou plusieurs éléments destinés à encaisser les contraintes (20), puis l'élément couvrant (2) préfabriqué, puis que l'on coule des cou- 10 ches de liaison. 17.- Construction, notamment de voie de communication et de plafond de bâtiment, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une poutre-caisson creuse selon la revendication 1. 18.- Construction selon la revendication 17, notamment voie 15 de communication, caractérisée en ce qu'au moins deux poutres- caissons creuses sont placées l'une à côté de l'autre dans le sens de la longueur, chaque poutre-caisson creuse constituant une portion longitudinale de l'une des chaussées de la voie de communication. 20 19*- Construction selon la revendication 18, comme un pont ou une route, caractérisée en ce que les poutres sont positionnées séparées l'une de l'autre.