Brevet FR2315577A1 — publié le 19770121

L'invention concerne un procédé et une installation de construction de colonnes creuses et inclinées en béton et, notamment de coulage en continu de colonnes creuses et autoportantes en béton, dont l'axe est incliné sur l'horizontale. Il existe des procédés et des installations classiques destinés au coulage en continu de colonnes de béton, pleines ou creuses. Différents types de coffrage coulissant sont mis en oeuvre dans la plupart de ces procédés. Il existe donc des coffrages coulissants connus destinés au coulage de colonnes creuses et verticales enbéton. A cet effet, des gabarits pouvant wetre élevés supportent le coffrage et délimitent, au cours de leur élévation, les parois intérieure et extérieure de la colonne. Le coffrage assume une fonction de positionnement. Dans certains types d'installations, le gabarit et le coffrage reposent directement sur le sol duquel ils sont élevés. Cependant, dans un certain type de coffrage, le béton coulé et partiellement solidifié constitue le support de l'installation. Dans ce cas, des vérins-hydrauliques sont avantageusement utilisés, de même que des tiges faisant partie de 17armature du béton et noyées dans la paroi coulée. I1 est souvent nécessaire de construire des colonnes creuses et inclinées en béton. Ces dernières sont généralement coulées en position verticale à l'aide d'un coffrage classique, puis elles sont ensuite inclinées de 11 angle souhaité. I1 existe un procédé classique destiné à faire glisser le coffrage destiné au coulage simultané de deux ou plusieurs colonnes se supportant mutuellement. Les problèmes soulevés par le contre et/ou ltéli mination de forces latérales importantes apparaissant dans la colonne et dans le coffrage et dues aux charges obliques n'ont pas été résolus de manière satisfaisante jusqutà présent. L'invention concerne un procédé et une installation de coulage en continu et sur place de colonnes creuses, autoportantes et inclinées en béton. Le procédé selon l'invention permet le coulage de colonnes creuses en béton de grandes dimensions et destinées no tamment à la construction de plates-formes marines de forage comprenant des colonnes dont le diamètre est compris, par exemple, entre 6 et 20 mètres et la hauteur entre 100 et 150 mètres. Le procédé selon l'invention est donc de la forme utilisant un coffrage coulissant et il consiste à construire initialement une embase à laquelle est ancré un tronçon constituant le fond de la colonne. Le procédé selon l'invention consis-te à positionner dans le tronçon du fond de la colonne un dispositif de support et de guidage pouvant astre déplacé, mais appliqué avec force contre la paroi intérieure de la colonne et pouvant Qtre élevé classiquement en prenant appui sur la partie coulée de la colonne à l'aide de vérins de levage ou autres. Ce dispositif de support et de guidage comporte des organes de réglage latéral, commandés par moteur, de manière qutil soit possible de régler et de déterminer la direction de l'axe de la colonne pendant que cette dernière est coulée en continu. L'installation destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut prendre plusieurs formes. Dans l'une de celles-ci, un support, dimensionné pour Qtre placé à ltinté- rieur de la colonne et pour assumer une fonction de guidage, comporte des organes de glissement ou de roulement lui permettant d'entre appliqué avec force contre la surface intérieure du tronçon coulé et solidifié de la colonne. La partie supérieure de ce support comporte des traverses ou des étriers montés en porte-à-faux et dépassant latéralement à l'extérieur de la colonne. Le coffrage coulissant est appliqué sur les faces intérieure et extérieure de la colonne.Des vérins, alignés au-dessus de la paroi de la colonne, comportent des éléments de levage pouvant etre ancrés dans la paroi coulée et utilisés pour supporter et lever la totalité du dispositif. Dans une forme avantageuse de réalisation selon l'invention, une tige, pouvant etre inclinée à force, est disposée entre le support et un autre support supérieur et latéral du coffrage, de manière à positionner et guider ce dernier et à déterminer ainsi l'orientation de l'axe de la colonne au cours du coulage. Ltinvention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure I est une vue schématique en plan d'une plate-forme à trois pieds constitués de colonnes creuses et in clinéesscouléesesuivant le procédé de l'invention la figure 2 est une coupe axiale partielle, dans un plan vertical et à échelle agrandie, d'une partie d1une colonne inclinée de la figure 1 et représente le coffrage coulissant selon l'invention la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2 la figure 4 est une coupe partielle,semblable à celle de la figure 2,dune variante du coffrage coulissant selon ltinvention invention la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 4 ; et la figure 6 est une coupe transversale suivant la -ligne VI-VI de la figure 4. La figure 1 représente une plate-forme marine en cours de construction et comportant des colonnes inclinées. La plate-forme représentée est construite par coulage du béton alors qu'elle flotte. il est cependant évident que l'invention-convient également au coulage de colonnes creuses destinées à d'autres applications, par exemple sur terre. Plusieurs colonnes creuses 5, dans ce cas trois colonnes, inclinées sur l'axe central vertical de la plate-forme, reposent sur une embase 4 de cette dernière, cette embase étant située au-dessous de la surface 2 de la mer. Une grue flottante 6 est utilisée, entre autres appareillages, pour l'alimentation en béton. La figure 2 représente à échelle agrandie le coffrage coulissant 8 selon l'invention. Comme représenté sur la figure 2, un support ou chassies 10, dont la hauteur est supérieure au diamètre de la colonne 5, est disposé à l'intérieur de cette dernière. Un certain nombre d'organes 9 de glissement ou de roulement, appliqués contre la surface intérieure de la colonne de manière à permettre d'élever et d'abaisser le support dans cette dernière, sont espacés axialement et circonférentiellement sur le support. Ces organes peuvent Qtre réglés à force latéralement à l'aide de cylindres hydrauliques ou autres (non représentés). Le support peut donc être maintenu en position souhaitée à l'intérieur de la colonne et son inclinaison peut être réglée par rapport à l'axe de cette colonne. Un certain nombre de traverses ou étriers 12, espacés circonférentiellement à la partie supérieure du support 10, permettent le montage d'un chassies coulissant de forme annulaire, comprenant des plaques 14 et 16 qui délimitent les surfaces intérieure et extérieure de la paroi de la colonne. Ce coffrage comporte également des organes de serrage espacés circonférentiellement, etc. Cet équipement peut titre de tout type classique et il n'est pas nécessaire qu'il soit décrit plus en détail. Des vérins hydrauliques ou pneumatiques 18, espacés convenablement et circonférentiellement entre les plaques du coffrage et sur les traverses 12, sont reliés à des tiges de support, par exemple des fers 20 d'armature dont les extrémités inférieures sont ancrées dans la partie préalablement coulée et solidifiée de la paroi de la colonne. Le support 10 et le coffrage, ctest-à-dire la totalité du dispositif, reposent sur.les tiges 20 et sont élevés progressivement à l'aide des vérins 18. Dans une forme de réalisation, ces tiges 20 peuvent être coulées définitivement sous la forme de 1armature de la paroi de la colonne. En variante, elles peuvent & re éliminées après coulage de la colonne. Dans cette dernière forme de réalisation, des anneaux tubulaires sont descendus dans la colonne et montés audessous des vérins placés sur les traverses 12 de manière à former un évidement tubulaire continu descendant jusqu'au fond de la colonne. Dans cette forme de réalisation, les tiges 20-reposent sur le fond de la colonne. Lorsque cette dernière s'élève au fur et à mesure quelle est coulée, on ajoute des tronçons à ces tiges. Lorsque la colonne est achevée, ensemble de ces tiges peut & re tiré vers le haut et démonté.Les tiges se présentent avantageusement sous la forme de tronçons normalisés et pouvant être vissés ensemble. Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention fonctionne comme décrit ci-après. Lorsque embase de la colonne est réalisée, par exemple l'embase 4 représentée sur la figure 1, le fond de la colonne est coulé classiquement, par exemple à l'aide de plaques classiques de coffrage. Cependant, ce fond est coulé de manière qu'il présente l'inclinaison souhaitée pour la colonne. Le support et le coffrage représentés sur la figure 2 sont ensuite descendus dans le fond de la colonne, de manière que les plaques du coffrage dépassent du bord supérieur de ce fond. Les organes de glissement et/ou de roulement sont ensuite réglés de manière que le support prenne l'inclinaison exacte souhaitée, puis le coulage de la colonne inclinée peut Qtre réalisé comme décrit précédemment. Comme représenté sur la figure 2, le support et la partie restante du dispositif sont réalisés en biais, c'est-à-dire que tous les montants sont inclinés d'un angle égal à celui de l'inclinaison de la colonne, alors que tous les éléments transversaux sont horizontaux ou à peu près horizontaux et donc inclinés sur l'axe de la colonne, afin de réduire le plus possible les déformations dues à la pesanteur. et/ou aux moments des charges résultant de l'inclinaison. La surface de versement du béton est également maintenue dans un plan horizontal, ce qui est important pour éviter tout écoulement du béton avant sa prise. Il est évident que la totalité du dispositif repose sur la colonne inclinée et élevée en porte-à-faux. La forme rectiligne de la colonne est contrtlée en continu pendant le coulage du béton. il est possible d'effectuer des corrections et des compensations en réglant la-position des organes de glissement et/ou de roulement à la surface intérieure de la colonne. Les figures 4, 5 et 6 représentent une variante du support du dispositif selon l'invention. La figure 4, semblable à la figure 2, représente un support 30 plus court que celui représenté sur la figure 2, mais comportant également des organes 32 de glissement et/ou de roulement, espacés circonférentiellement et décalés verticalement l'un par rapport à l'autre, de meme que les organes correspondants de la figure 2. Une barre 34, orientée approximativement vers le haut, est articulée par son extrémité inférieure sur la partie inférieure du support 30 et elle est articulée par son extrémité supérieure sur une plate-forme 36 qu'elle supporte et qui assume une fonction correspondant à celle des traverses 12 de la figure 2.Un coffrage coulissant, pouvant être semblable à celui représenté sur la figure 2, est monté sur la plate-forme 36. Un organe moteur de direction, par exemple des cylindres pneumatiques et/ou hydrauliques 38, est disposé entre la barre 34 et le support 30. La plate-forme 36 peut pivoter librement sur les axes 40, car les cylindres 38 .guident et dirigent suffisamment cette plate-forme 36. Cependant, si cela est souhaité, il est possible de monter également entre la barre 34 et la plate-forme 36 des vérins ou autres. Le fonctionnement de la forme de réalisation représentée sur les figures 4 à 6 est semblable à celui de la forme de réalisation de la figure 2. Cependant, la dernière forme de réalisation est avantageuse, car elle permet un guidage efficace du coffrage et une bonne compensation des charges obliques. Par exemple, lorsqu'on déplace la barre 34 vers la gauche, dans l'orientation de la figure 4, la totalité du dispositif comprenant le coffrage est déplacée vers la gauche. Le pivotement entre la barre et la plate-forme évite au coffrage de s'incliner par rapport à la colonne.Les axes de pivotement de la barre sur le support et sur la plateforme sont avantageusement perpendiculaires au plan vertical contenant laxe incliné de la colonne, de manière que le dispositif ne puisse pivoter que dans ce plan et qu'une compensation des charges obliques et un guidage optimaux soient obtenus.les organes réglables 32 de glissement et/ou de roulement permettent cependant d'effectuer des corrections et/ou des compensations dans toutes les autres directions. il peut etre souhaitable de permettre un réglage supplémentaire des organes de glissement et/ou de roulement situés de part et d'autre du plan vertical contenant l'axe d'inclinaison de la colonne, afin d'obtenir un contrôle latéral total. Ltaxe de pivotement de la plate-forme sur la barre peut & re remplacé par un palier sphérique -central permettant à la plate-forme et au coffrage autre réglés indépendamment dans toutes les directions. Les colonnes creuses présentent généralement une section transversale droite circulaire. Cependant, cette section peut prendre toute autre forme et entre, par exemple, circulaire lorsqu'elle est considérée dans un plan horizontal (la colonne étant inclinée). Le dispositif selon l'invention convient également à la réalisation de colonnes creuses de toutes autres formes, par exemple polygonales et, notamment, rectangulaires. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de coulage de colonnes de béton creuses, inclinées et élevées en porte-à-faux, à l'aide d'un coffrage coulissant, une embase étant réalisée initialement et un tronçon du fond de la colonne étant ancré à cette embase, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à positionner dans le tronçon du fond de la colonne un ensemble mobile de support et de guidage portant étroitement contre la surface intérieure de la paroi de la colonne et pouvant & re élevé classiquement à l'aide de vérins ou autres et d'organes reliés au tronçon coulé de la colonne, cet ensemble de support et de guidage pouvant être réglé à force latéralement de manière qu'il soit possible de contrer et, si nécessaire, de corriger la direction de la paroi de la colonne pendant que cette dernière est coulée en continu. 2. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de support et de guidage comprend un gabarit ou support sur lequel sont montés dès organes de glissement ou de roulement, espacés circonférentiellement et en hauteur les uns des autres et pouvant etre réglés à force latéralement, des éléments coordonnant le réglage des organes de glissement ou de roulement afin de déterminer la position de l'axe longitudinal du support par rapport à celle de l'axe longitudinal de la colonne, le support comportant des éléments transversaux destinés à supporter le coffrage coulissant et les vérins de levage, des organes de support et de levage, par exemple des fers d'armature ou autres, étant disposés entre lesdits vérins et la colonne. 3. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon là revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de support et de guidage comprend un chassies sur lequel sont montés des organes de glissement ou de roulement destinés à porter et à se déplacer sur la surface intérieure de la colonne, une barre orientée vers le haut étant articulée par son extrémité inférieure sur le support et par son extrémité supérieure sur un ensemble de traverses qu'elle supporte, le dispositif comportant également une plate-forme ou autre supportant le coffrage coulissant et les vérins de levage, des organes moteurs de direction, par exemple des vérins hydrauliques ou autres, étant disposés entre le support et la barre. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la barre est articulée sur le support et sur le coffrage coulissant en pivotant sur des axes horizontaux, parallèles et perpendiculaires au plan vertical contenant l'axe longitudinal de la colonne. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un palier sphérique est monté entre la barre et la plateforme. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que des organes de glissement et,éventuellement, de roulement, pouvant être réglés indépendamment les uns des autres, sont montés sur le support, de part et d'autre de l'axe de pivotement de -ce dernier.