Brevet FR2415180A1 — publié le 19790817

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'anneaux raidisseurs disposés horizontalement sur des coques en béton armé de tours de refroidissement qui sont construites à l'aide d'échafaudages grimpants. L'invention concerne en outre un échafaudage grimpant convenant pour l'exécution de ce procédé. Des recherches statiques et dynamiques sur les coques de tours de refroidissement comportant des parois relativement minces ont montré qu'étant donné les dimensions toujours croissantes de ces tours et pour garantir la sécurité de la coque contre un voilement, il devient nécessaire de donner à- la paroi une épaisseur ayant une influence défavorable sur l'intérêt économique de l'ensemble de l'ouvrage. Un autre fait inquiétant provient de l'abaissement de la fréquence de vibration propre de ces tours lorsque leurs dimensions augmentent, ce qui pourrait même mettre en question, à partir d'une certaine grandeur, la construction,en béton armé, de ces tours de refroidissement. I1 est par conséquent avantageux de renforcer les coques de ces tours avec des anneaux raidisseurs disposés horizontalement et qui sont placés de préférence à l'intérieur de la coque. Les coques de tours de refroidissement en béton armé sont réalisées en plusieurs sections annulaires séparées à l'aide d'un coffrage d'échafaudage grimpant comportant plusieurs étages. Les coffrages d'échaufaudages grimpants connus pour cela sont tous disposés de façon que, pendant l'ascension, aucun élément de construction tel que des consoles ou des anneaux raidisseurs ne peut être réalisé. Dans le cas où des éléments de ce genre sont nécessaires pour l'ouvrage, on se heurte à de grandes difficultés qui peuvent à leur tour mettre en question l'inté ret économique de l'ouvrage, car il est nécessaire, dans le cas des coffrages d'échafaudages grimpants connus et pour des applications de ce genre, d'échanger des élément s entiers par sections. Il est connu, d'après la littérature spécialisée (Konstruktiver Ingenieurbau Berichte 1977, numéro 29/30 "Kühlturm Symposium 1977", page 95) de réaliser des anneaux raidisseurs pour coques de tours de refroidissement sur un coffrage suspendu ultérieurement. Les poutrelles de coffrage et le coffrage sont suspendus à des cables ou des cordes, et l'anneau raidisseur peut être bétonné ultérieurement. On se heurte alors à l'inconvénient suivant : il n'y a aucune liaison directe entre le coffrage grimpant et le coffrage suspendu additionnel et,par conséquent, l'accès à ce coffrage supplémentaire est rendu plus difficile. Si l'on considère que des coques de tours de refroi dissement en béton armé atteignent une hauteur bien supérieure à 100 m et que, par conséquent, des anneaux raidisseurs doivent pouvoir être réalisés à des hauteurs d'au moins 100 m au-dessus du sol, il y a lieu de mettre au point, eu égard à la protection contre les accidents, des échafaudages qui satisfont à toutes les exigences. Pour la solution précitée connue, il semble de -plus, difficile, après le durcissement d'un anneau raidisseur en béton armé, de démonter le coffrage et les poutrelles de cof frage. Pour pouvoir exécuter sans danger ces travaux même à une grande hauteur, il faut prévoir un échafaudage de sécurité ad ditionnel. La présente invention a pour objet de rendre plus simple et plus sûre la réalisation d'anneaux raidisseurs en béton armé de coques de tours de refroidissement également en béton armé. Cet objet est atteint par un procédé du type décrit dans le préambule, du fait que chaque anneau raidisseur en béton armé est réalisé suspendu à I'échaufaudage grimpant et coffré, et est maintenu ainsi jusqu'à un durcissement suffisant, puis est décoffré à partir de l'échafaudage grimpant. Dans ces conditions, les anneaux raidisseurs peuvent, comme connu, être entièrement réalisés en béton coulé sur place ou bien être obte nus par une combinaison de pièces préfabriquées et de béton coulé sur place. Selon les principales caractéristiques de l'inven tion, celle-ci propose par ailleurs pour les anneaux raidisseurs un échaufaudage grimpant, qui comporte à son extrémité inférieure un coffrage en plusieurs parties comprenant à chaque fois un levier coudé pouvant pivoter autour d'un axe horizontal. En outre, les leviers coudés sont montés de façon que leur bras inférieur est, au choix, horizontal ou à peu près vertical, suivant que les éléments du coffrage s'associent dans leur position de tra vail ou leur position de repos, dans laquelle l'échafaudage grimpant peut grimper vers le haut le long des pièces préfabri quées de la coque de la tour de refroidissement.De plus, les leviers coudés doivent avantageusement pouvoir être orientés et ajustés au moyen d'une commande par câble, de poulies de renvoi et de treuils ou par des vérins hydrauliques, afin de pouvoir être ajustés de façon à pouvoir supporter localement au moyen de leur bras inférieur le poids de l'anneau raidisseur considéré. Si, selon une autre caractéristique de l'invention, les leviers coudés peuvent être bloqués, à l'aide d'un vérin hydraulique, d'une broche à vis ou d'un élément semblable, dans la position sous charge, ils peuvent alors supporter localement le poids total de l'anneau raidisseur. Pour augmenter la force portante utile dans la position sous charge, les leviers coudés doivent, de plus, pouvoir être fixés au moyen d'un tirant à l'échafaudage grimpant. On préfère particulièrement les leviers coudés pivotant autour d'une tige horizontale et qui sont mobiles de façon que toutes les opérations nécessaires de coffrage et de décoffrage peuvent être exécutées par le haut, c'est-à-dire à partir de l'échafaudage grimpant proprement dit. I1 peut en outre être avantageux de réaliser le levier coudé de façon qu'il soit également mobile autour d'une tige verticale1 afin que, vu d'en haut, son bras inférieur exécute un mouvement de rotation en vue du coffrage et du décoffrage, pour permettre la réalisation de façon particulièrement avantageuse de ces opérations de coffrage et de décoffrage. Afin de soulever les éléments de coffrage pour les anneaux raidisseurs horizontaux, un dispositif comportant un câble est, par exemple,disposé avec ses poulies de renvoi et son treuil à l'intérieur de l'échaufaudage grimpant, de sorte que les éléments de coffrage soulevés peuvent être amenés directement dans la position correcte sans que l'ouvrier doive quitter l'échafaudage grimpant et sans que des échafaudages de sécurité additionnels ne soient nécessaires. En outre, on peut tout d'abord mettre en place sur les leviers coudés une plate-forme permettant de travailler,tout au moins pendant le coffrage et/ou le bétonnage, à proximité de l'anneau raidisseur considéré. L'invention permet de réaliser directement les anneaux raidisseurs pour les coques de tours de refroidissement en complétant de façon rationnelle l'échafaudage habituellement présent pendant la construction et/ou le bétonnage de la coque de ces tours. Les anneaux raidisseurs peuvent être réalisés en totalité en béton sur place ou bien être obtenus par construction mixte, c'est-à-dire partie en béton coulé sur place et partie en pièces préfabriquées en béton armé. Etant donné que le système monté sur l'échafaudage grimpant de leviers du coffrage des anneaux raidisseurs peut être manoeuvré au moyen d'un treuil et d'une commande par un ca- ble guidé par l'intermédiaire de diverses. poulies de renvoi, on peut aussi compenser les diverses inclinaisons de l'échafaudage grimpant, liées à la forme en hyperboloide de révolution de la tour de refroidissement, pour que les anneaux raidisseurs soient toujours réalisés avec une d-isposition horizontale. Etant donné que l'ensemble des leviers est relié directement à l'échafaudage grimpant et que chaque ensemble peut être adapté respectivement à son échafaudage, il est possible de les manoeuvrer à partir des plates-formes de travail de l'échafaudage. Des échafaudages protecteurs additionnels ne sont par conséquent pas nécessaires. Les éléments du coffrage et les pièces pour les anneaux raidisseurs peuvent être hissés au moyen d'un treuil également monté sur ou dans 1 'échafaudage grimpant. Dans ces conditions également, le câble se déplace sur au moins une poulie de renvoi réglable afin de pouvoir hisser directement dans la position correcte le coffrage et/ou une pièce préfabriquée à placer dans ce coffrage. Dès que la pièce hissée pour un anneau raidisseur a atteint la hauteur convenable, l'ensemble des leviers est manoeuvré de façon à saisir et maintenir cette pièce. La force portante des divers leviers est renforcée dans la position sous charge par un vérin hydraulique et/ou un système de tiges ou des éléments analogues de maintien.En cas de besoin, on peut placer à l'extrémité du bras libre de levier coudé un tirant additionnel de liaison avec l'échafaudage grimpant pour transmettre de façon statiquement plus favorable les charges de l'anneau raidisseur à. l'échafaudage grimpant. Ce tirant pénètre éventuellement dans un évidement de l'anneau raidisseur et est réalisé de façon à pouvoir être détaché au-dessus de l'anneau raidisseur. Après le durcissement du béton de l'anneau raidisseur, le système de leviers peut être rabattu et hissé encore plus haut avec l'échafaudage grimpant. Dès que l'anneau raidisseur suivant doit être réalisé, on répète la même suite d'opéra tions. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 représente une coupe verticale d'une tour de refroidissement comportant une coque en béton armé dans Qu sur laquelle sont mis en place des anneaux raidisseurs horizontaux la figure 2 représente, à plus grande échelle que la figure 1, une partie d'une coque de tour de refroidissement lors de la construction de cele-ci au moyen d'un échafaudage la figure 3 représente une partie d'un anneau raidisseur fabriqué à partir de pièces préfabriquées en béton armé et de béton coulé sur place la figure 4 est une vue semblable à la figure 2, dans laquelle le système de leviers du coffrage utilisé pour la fabrication des anneaux raidisseurs se trouve en position de travail ; et la figure 5 est une vue partielle, semblable à la figure 4 et montrant une forme modifiée de réalisation du système de leviers. La figure 1 représente une tour de refroidissement comportant une coque 1 de section hyperbolique en béton armé, qui est raidie par plusieurs anneaux raidisseurs horizontaux 2 disposés à des hauteurs et en nombre quelconques. La figure 2 représente une partie de la coque 1 de la tour de refroidissement pendant la réalisation de celle-ci au moyen d'un échafaudage extérieur 23 et d'un échafaudage grimpant intérieur 3. Un coffrage comportant plusieurs leviers coudés 4 est placé à la partie inférieure de l'échafaudage grimpant intérieur 3 en vue de la réalisation d'anneaux raidisseurs 2. On peut faire pivoter les divers leviers coudés 4, au moyen d'une commande 5 par câble et d'un treuil 6, autour drune tige 25 horizontale. Le câble de la commande 5 est guidé par plusieurs poulies de renvoi 7 réglables de manière à compenser les variations de pente de l'échafaudage grimpant 3, afin que les divers anneaux raidisseurs 2 puissent toujours être mis en place horizontalement sur la coque 1 de section transversale hyperbolique et qu'on puisse alors obtenir une traction exercée dans le meilleur sens par la commande 5 par câble. Ces possibilités de réglage doivent être données, car, du fait de la forme hyperbolique de la section de la coque 1, les échafaudages grimpants 23 et 3, y compris le système de leviers de 1'échafaudage,doivent pouvoir s'adapter de façon continue aux différences de pente de la coque 1. Au moyen d'un autre treuil 8 également monté sur l'échafaudage grimpant 3, et d'un câble 9 partant dudit treuil, on peut hisser des pièces en direction de l'échafaudage 3, par exemple des pièces préfabriquées 10 en béton servant à la réalisation d'anneaux raidisseurs. Le câble 9 passe aussi sur une poulie de renvoi 11 réglable. On est ainsi assuré que les pièces préfabriquées 10 sont hissées directement à l'emplacement correct. Dès qu'elles ont atteint la hauteur convenable, les leviers 4 sont manoeuvrés parole treuil 6 et la commande par câble 5 de façon que leur bras inférieur saisisse la pièce préfabriquée 10 par en-dessous. La figure 4 représente dans sa position portante un levier 4 sur lequel est placée une pièce 10 destinée à former un anneau raidisseur. La position du levier 4 est modifiée, et par conséquent sa force portante est augmentée, par un vérin hydraulique 12 ou un élément de support analogue,comme par exemple une broche. De plus, on peut mettre en place un tirant 16 qui passe éventuellement à travers la pièce 10 préfabriquée et est fixé par son extrémité supérieure à l'échafaudage grimpant 3. Après l'achèvement de l'anneau raidisseur, ce tirant peut être séparé de la partie supérieure de l'anneau raidisseur, étant donné qu'il n'est plus nécessaire après le décoffrage. Tous les travaux de montage peuvent être exécutés sur les plates-formes de travail, mises en place de toute façon, de l'écha- faudage grimpant 3. On peut aussi procéder, à partir ces platesformes de travail, au bétonnage des intervalles entre les pièces fabriquées 10 des anneaux raidisseurs 2, ou au bétonnage de ces anneaux raidisseurs. Après le durcissement du béton des anneaux raidisseurs, le coffrage pour. ces anneaux peut être rabattu en utilisant le système de leviers, après quoi on peut à nouveau hisser l'échafaudage grimpant. La forme de réalisation selon la figure 5 se distin gue de celle selon les figures 2 et 4, uniquement par le fait que le levier coudé 24 comporte un bras supérieur 34 plus long et que la tige 25 servant d'axe de rotation est située plus haut. Une telle forme de réalisation peut s' avérer nécessaire en fonction du mode de construction de l'échafaudage grimpant 3. Dans le cas où cet échafaudage ne comporte pas de plate-forme inférieure, il est possible d'aménager une plate-forme de travail 13 contre les bras 34 des divers leviers 24. En ce qui concerne le reste, cette forme de réalisation de l'invention ne se distingue pas de celle décrite précédemment. La partie représentée sur la figure 3 montre, en coupe transversale, un anneau raidisseur constitué en partie par des pièces préfabriquées 14 en béton armé et en partie par du béton 15 coulé sur place. Cependant, même dans cette forme de réalisation, la totalité de la section peut être constituée d'une combinaison de pièces préfabriquées en béton et de béton coulé sur place, autrement dit, les anneaux raidisseurs sont constitués essentiellement par des pièces préfabriquées en béton armé, tandis que seuls les joints verticaux intercalés entre elles sont remplis de béton coulé sur place. I1 est aussi possible, par ailleurs, de réaliser les anneaux raidisseurs entièrement en béton coulé sur place, sans utiliser de pièces préfabriquées. Dans ce cas, il faut aménager sur les leviers coudés 4 et 24 des éléments de coffrage appropriés ou bien les placer sur les leviers. Un autre procédé consiste à placer sur les leviers coudés 4 et 24, alternativement des pièces préfabriquées 14 en béton armé, de section transversale en forme d'U, et un coffrage normal en béton. On réalise ainsi une plate-forme de travail continue qui permet de mettre en place de grandes longueurs d'armatures annulaires continues en acier, nécessaires pour le béton armé et de bétonner l'anneau raidisseur 2. Etant donné que du point de vue statique, il suffit de relier, dans certaines zones seulement et de façon à bien résister à la pression et à la traction, l'anneau raidisseur 2 à la coque de la tour de refroidissement, cette liaison n'est réalisée que dans la région du coffrage normal du béton. Après le durcissement du béton, il est possible, en vue du décoffrage, de rabattre le coffrage normal du béton avec les leviers coudés, tandis que les pièces préfabriquées en béton armé en forme d'U restent sous forme de coffrage perdu dans l'ouvrage terminé. I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif, mais non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'anneaux raidisseurs horizontaux sur des coques en béton armé de tours de refroidissement construites au moyen d'échafaudages grimpants, procédé caractérisé en ce que chaque anneau raidisseur en béton armé est réalisé suspendu à l'échafaudage grimpant et coffré, puis est maintenu ainsi jusqu'à durcissement suffisant et est ensuite décoffré à partir de cet échafaudage grimpant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces anneaux raidisseurs sont réalisés en associant des pièces préfabriquées et du béton coulé sur place. 3. Echafaudage grimpant pour l'exécution du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il -comporte à son extrémité inférieure un coffrage en plusieurs parties, destiné aux anneaux raidisseurs (2) et comprenant des leviers coudés (4 ; 24) pouvant chacun pivoter autour d'un axe horizontal. 4. Echafaudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les leviers coudés (4 ; 24) sont montés de manière que leur bras inférieur est, au choix, vertical ou à peu près horizontal. 5. Echafaudage selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les leviers coudés (4 ; 24) peuvent pivoter et être ajustés à l'aide d'une commande par câble (5), de poulies de renvoi (7)réglables et de treuils (6) ou à l'aide de vérins hydrauliques. 6. Echafaudage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les leviers coudés (4 ; 24) peuvent être bloqués dans la position "sous charge" à l'aide d'un vérin hydraulique, de broches à vis ou d'un élément analogue. 7. Echafaudage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces leviers coudés (4 ; 24) sont à fixer, de plus, au moyen d'un tirant (16) à l'échafaudage grimpant (3). 8. Echafaudage selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les leviers coudés (4 ; 24) peuvent tourner autour d'une tige verticale, de sorte que, vu d'en haut, leur bras inférieur exécute un mouvement de rotation en vue du coffrage et du décoffrage. 9. Echafaudage selon l'une quelconque des revendica tions 3 à 8, caractérisé en ce qu'un système à câble (9) avec ses poulies de renvoi (7) et ses treuils (8) est mis en place à l'intérieur de l'échafaudage grimpant (3) en vue de hisser les éléments (10) préfabriqués destinés à la réalisation des anneaux raidisseurs (2). 10. Echafaudage selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'une plate-forme de travail (13) est montée sur les leviers coudés (24). 11. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des pièces préfabriquées en béton armé en forme d'U et des coffrages normaux sont placés alternativement sur le système de leviers ét forment ainsi une plate-forme continue destinée à la confection d'un anneau raidisseur ; sur cette plate-forme, l'anneau raidisseur comportant des armatures continues pour béton armé est bétonné, de façon à ne réaliser, que dans les zones dans lesquelles le coffrage normal de béton est en place, une liaison résistant bien à la traction et à la compression entre la coque de la tour de refroidissement et un anneau raidisseur ; et lors de l'opération de décoffrage, le coffrage normal du béton comportant le système de leviers est rabattu, tandis que les pièces préfabriquées en forme de U en béton armé restent solidement liées, en tant que coffrage perdu, à l'anneau raidisseur.