Brevet FR2533602A1 — publié le 19840330

La présente invention concerne un nouveau mode de construction de structures en béton armé, disposées verticalement, telles que murs de soutènement ou de séparation en béton armé, piedroits de piles et culées en béton armé d'ouvrage de type passages supérieurs ou inferieurs à une ou plusieurs travées et à tablier en béton armé ou béton précontraint, piedroits de passage inférieur en cadre fermé, ou passage inférieur en portique ouvert, réservoirs, etc... I1 existe bien entendu un certain nombre de procédés permettant la construction de tels ouvrages. Ceux-ci sont réalisés généralement suivant trois classes de procédés. La première classe consiste généralement à couler la structure en béton armé dans des coffrages bois (1) ou métalliques, ou mixtes, et revêtus d'une peau (2) qui peut être lisse (contreplaqué ou tôle par exemple) ou d'une matière présentant certaines caractéristiques liées à la forme ou à une qualité de revêtement par exemple, de manière à obtenir un parement dit architectonique" (feuille de P.V.C. travaillée, panneaux de polystyrène expansé par exemple) . Ces panneaux coffrants ne font pas partie dela structure finale et sont démontés dès que le béton a fait prise, pour être réemployés par ailleurs. Ces panneaux sont généralement entretoisés entre eux (3) ou "butonnés depuis l'extérieur (4) pour résister aux pressions élevées du béton (voir figures i et 1 bis). La seconde classe de procédés consiste à couler le béton contre des structures butonnées depuis l'extérieur ou entretoisées par des tiges filetées ou autre système de blocage provisoire, ces structures étant ellesmême en béton arme (6). Dans ce cas, les armatures de ces structures cof fraters'et leur béton peuvent être ou non participants pour reprendre les efforts appliqués à la structure definitive. Généralement, sont coffrées a l'aide de ces parements préfabriqués les faces vues de certains ouvrages (par-opposition aux faces cachées : contre terre par exemple). Le phasage des'opérations correspondantes aux procédés des classes 1 et 2 se déroule donc- ainsi : a) a) pose du premier contre-parement ou du parement (1) ou (6) - b) ferraillage de l'ouvrage à construire (5) c) pose du deuxième contre-parement ou du parement (1) ou (6) - d) entretoisement ou butonnage extérieur (4). des parements ou des contre-parements (ou coffrages) et coulage du béton (7) (figures 2 et 2 bis). La troisième classe de procédés consiste à couler horizontalement sur une aire de prefabrication (8) l'ensemble de la pièce (7) + (5), puis de la relever à l'aide d'un engin de manutention. Ce procédé s'applique pour des pièces de poids et de taille modérés (figure 3). Les inconvénients des deux premières classes de procédés résultent essentiellement du fait que les structures sont réalisées sur chantier avec une main d'oeuvre souvent de moins en moins qualifiée, ceci en raison de prix extrèmement tirés liés à une mise en concurrence, et à une bataille de prix sans merci. De plus, certains inconvenients spécifiques à chacune des classes de procédes amènent des défauts dans les structures finales - première classe de procédes : ces defauts sont liés au coulage vertical du béton : ségrégation de surface, défauts de vibrations d'où défauts d'aspects ; présence de réservations pour tiges provisoires traversantes, qui même bouchées après coup amènent une hétérogénéité d'aspect, problèmes de calages d'armatures verticales, carbonatation des bétons. - deuxième classe de procédés : - dans le cas ou le parement pré fa- briqué est lié au parement opposé, il y a présence de réservations pour passages des tiges traversantes de liaison. - problème de stabilité verticale avant entretoisement avec panneau opposé, qui nécessite sans la plupart des cas un appareillage spécial. - problème de déversements et de stabilité générale lors des manipulations d'un panneau important de faible epais- seur sans entretoisement général et provisoire. - ces procédés de construction, de plus, favorisent la carbonatation du béton en surface, sur une épaisseur variable, mais qui peut atteindre les armatures,-et entraine les méfaits bien connus lies à cette dernière : corrosion des armatures du fait de mauvaise mise en oeuvre (bétonnage vertical) ou de microfissuration (manipulation de parements fins non rigidifies). Les ouvrages obtenus par ces procédés vieillissent donc relativement mal. - troisième classe de procédés : dans le cas où l'ensemble de la pièce est préfabriquée, les inconvénients résultent du poids, donc du coût de moyens de manipulations, et aussi des difficultes d'assemblage aux parties existantes, qu'elles soient sous-jacentes (fondations,...) ou latérales (figure 3). Le procédé que nous avons mis au point permet la construction de ce type d'ouvrage pour des épaisseurs supérieures à 0.30 m, ceci pour un coût moindre, et en éliminant les inconvénients ci-dessus énumérés. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé de realisation de structures en béton armé d'épaisseur supérieure à 0.30 m et concernant des parties d'ouvrages d'art (ponts, barrages, murs, etc...) ou de bâtiments ou d'installations diverses en béton armé. Suivant une caractéristique de l'invention, on réalise une armature en acier de section circulaire ou autre, et dont le dimensionnement est calculé cas par cas suivant les efforts et les épaisseurs envisagés (9) Cette armature comprend deux quadrillages de fils d'acier de section appropriée formant armature des peaux opposées (10), et une armature de fils d'acier (11) assurant une triangulation des deux premières armatures (armatures de peau), et en assurant le maintien de la structure en évitant les déplacements relatifs d'un parement par rapport à l'autre (déplacements qui peuvent être éloignement, ou déplacements parallèles relatifs des pa remets). Cette armature reprend en outre totalement ou partiellement les efforts correspondants aux moments (au sens de la résistance des matériaux), et les efforts tranchants (figure 4). Suivant une autre caractéristique del'invention, on coule une peau de béton (12) d'épaisseur appropriée (l'épaisseur étant calculée cas par cas, suivant la hauteur de béton à couler dans la structure (figures 5 et 6). Après sèchage de la première peau, on retourne la pièce, et on coule une autre peau t13) opposée à la première, qui peut être parallèle à la pre mière ou non. Ces deux peaux peuvent, suivant le cas, être d'une forme quelconque, présentent ou non un parement architectonique, et être précontraintes ou non. L'ensemble de ces travaux se fait sur table de préfabrication (14). Ces deux peaux entretoisées et maintenues en forme par la structure métallique sont alors mises en oeuvre sur la semelle (15) ou le béton sous-jacent de la structure définitive (figure 7), seules ou accolées à d'autres adjacentes. Dans le cas où elles sont seules, les extrémités seront coffrées de manière traditionnelle. L'ensemble de la structure préfabriquée sera règlée en ver ticalite par des vérins à vis t16) fixés provisoirement sur celle-ci. Deux cas se présentent alors - les armatures (10) sont participantes à la résistance de la structure générale, et nous avons le cas représenté sur la figure 8, et nous coulons le béton (7) dans la structure, puis nous retirons les vérins (16). - les armatures (10) ne participent pas à la-résistance de la structure gé- nerale, et nous avons le cas représenté sur la figure 9 : avant le coulage du béton (7), nous disposons depuis le haut de la structure, barre- après barre, et verticalement, les aciers Le matériel utilisé pour la construction est classique et comprend a) une table de préfabrication, b) six potences règlables, c) un engin de levage (pont roulant ou grue avec palonnier), d) le matériel de pervibration du béton, e) le matériel de retournement de la pièce à préfabriquer (figure 10), f) les vérins de réglage de la verticalité ou de l'inclinaison de la pièce (figure 11). REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un système destiné à la construction d'une partie en élévation épaisse en béton armé ou béton précontraint (pile de pont, culée de pont, mur de soutènement, etc...), caractérisé par le fait qu'on exécute une armature métallique formée de deux panneaux de fils d'aciers soudés entretoisés par une armature tridimensionnelle assurant le maintien des deux panneaux, et pouvant reprendre les contraintes dues aux efforts de traction, compression, ou efforts tranchants appliqués sur la structure finale. 2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'on coule une peau en béton armé, noyant un des panneaux de fils d'aciers, ceci horizontalement sur une table coffrante. 3 Procédé selon la revendication 1 à 2, caractérisé par le fait qu'roll coule une seconde peau en béton armé, noyant le second panneau de fils d'aciers, après retournement de la pièce sur la table coffrante. 4 Procédé selon la revendication 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on pend les armatures pour le coulage des peaux, afin d'obtenir une peau la moins poreuse possible, et assurer la protection des armatures contre les méfaits liés à la carbonatation des bétons. 5. Procédé selon Wsw revendication 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on peut faire une précontrainte par fils adhérents à une des deux peaux ou aux deux, ceci pour diminuer les quantités d'armatures passives à mettre en oeuvre, les fils d'acier de précontrainte pouvant reprendre totalement ou partiellement certains efforts dans la structure définitive finale. 6. Procédé selon uaLrevendication 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on supprime tous les trous d'entretoisement des peaux et tous travaux de butonnage extérieur de parements préfabriqués. 7. Procédé selon ANArevendication 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on supprime les coffrages des parements à exécuter sur chantier. 8. Procédé selon la revendication 1 à 7, caractérisé par le fait qU'On règle la verticalité ou l'inclinaison de l'ouvrage futur à l'aide de trois vérins à vis par pièce. 9. Procédé selon Webrevendication 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on place les parements entretoisés sur une semelle dont les armatures en attente viennent se loger dans la partie médiane. 10. Procédé selon Q4,revendication 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on coule le béton entre les parements de l'ouvrage, de manière à remplir partiellement ou totalement le vide situé entre ces parements. 11.Procédé selon une revendication 1 à 10, caractérisé par le fait qu'on retire les vérins de règlage après durcissement du béton. 12. Matériel pour la mise en oeuvre du procédé, selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une table coffrante présentant un système de suspente des armatures, et un engin de manutention, et le matériel de reglage. 13. Matériel selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'engin de manutention est pourvu de deux étriers de retournement de structure sur la table coffrante. 14. Matériel selon la revendication 12 à 13,caractérisé par le fait que le matériel de retournement de structure sur la table coffrante comprend deux étriers en forme de U, en acier, dont les ailes sont percées pour laisser le passage aux clavettes de fixation de la pièce. 15. Matériel selon la revendication 12 à 14, caractérisé par le fait que le matériel comprend par étrier une clavette et goupille de sécurité. 16. Matériel selon b*orevendication 12 à. 15, caractérisé par le fait que le matériel comprend par étrier un axe situé suivant l'axe du centre de gravité de la pièce à faire tourner. 17. Matériel selon une revendication 12 à 16, caractérisé par le fait que le matériel de retournement sert a la manutention des pièces préfabriquées. 18. Matériel selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le matériel de suspente des armatures est constitué par au moins six potences de hauteur reglable, disposées autour de la table de préfabrication . 19. Matériel selon la revendication 12, caractérisé par le fait