Brevet FR2574452A1 — publié le 19860613

Perfectionnements aux procédés et dispositifs pour construire des fermes en béton précontraint et aux fermes ainsi construites. L'invention est relative aux procédés et dispositifs pour construire des fermes, portiques ou ensembles analogues en V renversé ou en U renversé comportant deux poutres inclinées en béton soumises à une pré contrainte longitudinale et prenant appui l'une contre l'autre à l'une de leurs extrémités disposée en un point haut de l'ensemble. Elle a pour but, surtout, de simplifier la construction des ensembles en question en rendant inutile le recours à des engins de levage particuliers. Les procédés de construction selon l'invention sont essentiellement caractérisés à cet effet par la suite des opérations suivantes - on juxtapose horizontalerllent bout à bout deux poutres en béton en réservant entre elles un espace en forme de V ouvert vers le bas, - on monte pivotantes l'une sur l'autre les extrémités juxtaposées de ces deux poutres autour d'un premier axe horizontal perpendiculaire à la direction horizontale de juxtaposition de ces extrémités et disposé au sommet du V, - on monte une portion de l'une des deux poutres, éloignée du premier axe, pivotante autour d'un second axe fixe et parallèle au premier axe, - on monte l'extrémité, de l'autre poutre, éloignée du premier axe, de façon telle qu'elle puisse se déplacer horizontalement en direction du second axe, - on met en place l'armature de précontrainte de la ferme à construire le long des deux poutres, de préférence à l'intérieur de celles-ci, en ancrant ses deux extrémités sur des portions, des deux poutres, éloignées du premier axe, ce qui fait traverser par un tronçon de cette armature l'espace en forme de V ouvert vers le bas disposé entre les deux poutres, - et l'on exerce une traction sur ladite armature de façon à fermer d'abord l'ouverture en V, ce qui a pour ef fet.d'ériger la ferme ou ensemble analogue en élevant le premier axe et les deux extrémités de poutres adjacentes à cet axe, puis à assurer la précontrainte-de ladite ferme. Les dispositifs pour mettre en oeuvre le procédé de construction ci-dessus sont essentiellement caractérisésselon l'invention en ce qu'ils comportent: - des moyens pour monter de façon pivotante l'une sur l'autre les extrémités horizontalement juxtaposées bout à bout des deux poutres autour d'un premier axe horizontal perpendiculaire à la direction horizontale de juxtaposition de ces extrémités et disposé au sommet d'une ouverture en V renversé réservée entre lesdites extrémités, - des moyens pour monter une portion,de l'une des deux poutres, éloignée du premier axe, pivotante autour d'un second axe fixe parallèle au premier axe, - des moyens pour monter l'extrémité, de l'autre poutre, éloignée du premier axe, de façon telle qu'elle puisse se déplacer horizontalement en direction du second axe, - et des moyens pour exercer une traction sur une armature de précontrainte préalablement mise en place le long des deux poutres et ancrée sur deux portions,de ces poutres, éloignées du premier axe. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - deux gorges s'étendant parallèlement aux axes cidessus sont évidées respectivement dans les faces terminales des deux extrémités de poutres juxtaposées, gorges disposées horizontalement en regard l'une de l'autre et les moyens pour exercer la traction sur l'armature comprennent un organe d'assemblage et éventuellemènt de tension disposé entre ces deux gorgeset/ou dans celles-ci et ancré sur deux tronçons constitutifs de ladite armature et s'étendant respectivement le long des deux poutres, - les moyens pour rendre libre de se déplacer horizon talement une extrémité de poutre sont constitués par un poteau de soutien monté pivotant, d'une part, à son extrémité inférieure, autour d'un troisième axe horizontal fixe parallèle aux deux premiers axes et, d'autre part, à son extrémité supérieure, sur la poutre considérée autour d'un quatrième axe horizontal parallèle aux autres axes, - dans un dispositif de construction selon l'alinéa précédent, destiné à édifier un portique.composé de deux éléments coudés comportant chacun en fin de construction une jambe verticale et un arbalétrier incline vers le haut à partir du coude, il est prévu, en plus du poteau-ci-dessus supportant au niveau du quatrième axe l'un des arbalétriers au voisinage du coude correspondant, un support central propre à recevoir les deux extrémités juxtaposées des- arba- létriers sensiblement au même niveau que ce quatrième.axe et un étai fixe propre à supporter le second axe à un niveau sensiblement identique aux précédents. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-apres. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ciannexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure unique, de ce dessin, illustre selon une vue schématique en bout un portique en béton pré contraint construit selon l'invention, ce portique étant représenté en traits pleins dans l'état qu'il occupe au début de la cons truction'et en traits mixtes en son état achevé. Le portique ici envisagé comprend deux jambes verti cales en béton i et 2 et deux arbalétriers en béton 3 et 4 qui prennent appui horizontalement l'un contre l'autre. On suppose que ces constituants sont initialement groupés en deux éléments coudés rigides 1, 3 et 2, 4 comportant chacun une jambe et un arbalétrier. Dans une première phase de construction, les deux arbalétriers 3 et 4 sont juxtaposés horizontalement-bout à bout et montés pivotants l'un sur l'autre autour d'un premier axe de pivotement A situé au niveau de leurs faces supérieures. Les deux faces terminales en regard des deux arbalétriers ainsi juxtaposés ne sont pas jointives mais définissent entre elles un espace E présentant la forme d'un V renversé dont le sommet se trouve sur l'axe A : plus précisément, cet espace E est délimité par un dièdre dont l'arête est confondue avec l'axe A et~dont l'angle d'ouverture est de préférence compris entre 10 et 50 degrés. Les deux faces terminales en question sont évidées par deux gorges 5 et 6 s 'étendant chacune parallèlement à l'axe A et situées horizontalement en regard l'une de l'autre. La section droite de chaque gorge 5,6 présente de préférence la forme d'un trapèze légèrement évasé vers l1exté- rieur et suffisamment large pour recevoir un organe d'assemblage et éventuellement de tension 7 pour armatures de précontrainte 8, 9. Dans la première phase indiquée, les extrémités juxtaposées des deux arbalétriers sont montées sur un échafaudage 10. L'extrémité, de l'un des arbalétriers 3,la plus éloignée de l'axe A est montée pivotante autour d'un second axe B fixe, parallèle à l'axe A et lui-même porté par un étai 11. L'autre arbalétrier 4 est soutenu à proximité de son extrémité la plus éloignée de l'axe A par un poteau ou analogue 12 monté pivotant - d'une part à sa-base autour d'un axe C fixe lié au sol 13, éventuellement par l'intermédiaire d'une fondation appropriée, - et d'autre part à son sommet autour d'un quatrième axe D lié à l'arbalétrier considéré 4. Ces deux axes C et D sont parallèles aux axes A et B. Les montages indiqués sont réalisés de façon telle que la base de la jambe 2 assemblée sur l'arbalétrier4 soit écartée verticalement du sol 13 et le demeure lors des phases suivantes de la construction. Chacun des deux éléments coudés 1, 3 et 2, 4 est garni longitudinalement d'une armature de précontrainte 8, 9. Chacune de ces armatures 8 et 9 est ancrée sur l'extrémité inférieure 14, 15 de la jambe 1, 2 correspondante et est reliée à l'autre armature par l'organe 7 mentionné ci-dessus, lequel organe est logé dans l'espace E, entre les deux gorges 5 et 6 et/ou dans ces gorges, chaque armature débouchant dans la gorge correspondante à travers le fond de celle-ci. Le chemin parcouru par chaque armature le long des éléments de béton correspondantspeut être extérieur ou intérieur à ces éléments : dans une réalisation avantageuse, ce chemin est intérieur pour les arbalétriers3 et 4 et extérieur pour les jambes 1 et 2. Pour édifier le portique à partir des éléments coudés ainsi reliés mutuellement et mis en place sur leurs supports 10, 11 et 12, il suffit d'exercer une traction sur les armatures 8 et 9, traction tendant à rapprocher l'un de l'autre les ancrages d'extrémité 14 et 15. Cette traction se traduit en effet nécessairement par la fermeture de l'angle définissant l'espace angulaire E moyennant des déplacements angulaires simultanés de l'axe A autour de l'axe B selon la flèche F et de axe D autour de l'axe C selon la flèche G. Le premier de ces déplacements angulaires est ascendant : il fait intervenir une élévation de l'axe A et des extrémités d'arbalétrier montées pivotantes autour de cet axe, et ce jusqu'à la fermeture totale de l'angle définissant l'espace E, fermeture qui correspond à la fin de l'édification.du portique, comme illustré en traits mixtes sur le dessin. Cette élévation est réalisée sans recours à aucun engin de levage, ce qui constitue un résultat surprenant. La traction considérée sur les armatures 8 et 9, symbolisée par la flèche T, pourrait être exécutée à l'aide de l'organe 7 alors constitué par un tenseur, cet organe demeurant constamment accessible de l'extérieur de l'ouvrage grâ- ce à l'existence des gorges 5 et 6, qui forment à la fin de la construction une lumière 16 traversant de part en part le sommet du portique. Mais ladite traction est de préférence effectuée à partir de l'un quelconque des deux ancrages d'extrémité 14 et 15. L'effort de traction exercé sur les armatures 8 et 9 est poursuivi au-delà de l'instant où l'édification du portique est achevée, de façon à engendrer dans cet ouvrage la précontrainte désirée. Après cette édification et cette mise en précontrainte, les deux jambes 1 et 2 sont orientées verticalement : on les laisse alors descendre de façon qu'elles reposent sur des fondations appropriées et l'on peut alors récupérer l'ensemble des organes de support 10, 11 et 12 qui n'ont plus d'objet. Selon une variante avantageuse qui permet de rendre fixe le poste à partir duquel est exercée la traction de l'armature, on n'assemble pas dès l'origine les deux éléments 1 et 3 et on commence par monter la jambe 1 verticalement contre l'étai 11 tenant lieu de jambe de force, avec sa base reposant sur une fondation solide : la poutre 3, horizontale, s forme alors un angle droit avec cette jambe 1 et ne forme donc pas encore avec celle-ci-l'ensemble coudé rigide définitif. L'ancrage 14 est alors réalisé près de la base de cette jambe 1, en un emplacement accessible de l'extérieur. La traction qui est ensuite exercée sur l'armature 8, 9 à partir de l'ancrage fixe 14, traction qui se traduit par l'élévation de l'axe A, a pour effet indirect d'augmenter progressivement l'angle, initialement droit, formé entre les deux éléments 1 et 3, jusqu'à sa valeur obtuse dé fini tire Pour ce qui est des pivots A, B et D, ils peuvent tous être agencés de façon à etre récupérables à la fin de la construction. Mais certains au moins d'entre eux pourraient également être conçus de façon à être perdus dans l'ouvrage terminé, ce qui peut présenter de 1 l'intérêt dans certains cas, vu qu'il est alors inutile de prévoir des moyens spéciaux pour le montage amovible et une réalisation résistante se pretant à des usages répétés. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'une-formule de construction de fermes ou ensembles arqués ou YOtteS analogues dont la mise en oeuvre et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment - celles où les deux poutres constitutives de la ferme seraient simples au lieu d'être prolongées comme dans le mode de réalisation illustré par des jambages formant avec elles des coudes, - celles où lesdites poutres auraient une ligne moyenne autre que rectiligne, par exemple arquée ou même semi-circulaire de façon à former en fin de construction des arcs supports de voltes, - celles où, dans le mode de réalisation illustré et décrit ci-dessus, la jambe 2 serait verticale et suspendue au bout de l'arbalétrier 4, son assemblage rigide avec ce dernier, selon un coude en V obtus, étant assuré par la traction même de l'armature 8, 9. REVENDICATIONS 1. Procédé pour construire une ferme ou ensemble analogue en béton précontraint caractérisé par la suite des opérations suivantes : on juxtapose horizontalement bout à bout deux poutres en béton (1,3 ; 2,4) en réservant entre elles un espace (E) en forme de V ouvert vers le bas ; on monte pivotantes l'une sur l'autre les extrémités juxtaposées de ces deux poutres autour d'un premier axe horizontal (A) perpendiculaire à la direction horizontale de juxtaposition de ces extrémités et disposé au sommet du V ; on monte une portion, de l'une des deux poutres (1,3), éloignée du premier axe, pivotante autour d'un second axe (B) fixe et parallèle au premier axe ; on monte l'extrémité, de l'autre poutre (2,4), éloignée du premier axe, de façon telle qu'elle puisse se déplacer horizontalement en direction du second axe on met en place l'armature de précontrainte (8,9) de la ferme à construire le long des deux poutres en ancrant ses deux extrémités sur des portions,des deux poutres (14, 15), éloignées du premier axe, ce qui fait traverser par un tron çon de cette armature l'espace en forme de V ouvert vers le bas disposé entre les deux poutres ; et l'on exerce une traction sur ladite armature (8,9) de façon à fermer d'abord l'ouverture en V, ce qui a pour effet d'ériger la ferme ou ensemble analogue en élevant le premier axe (A) et les deux extremités de poutres adjacentes à cet axe, puis à assurer la précontrainte de ladite ferme. 2. Procédé pour construire un portique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre comprend dans le portique terminé une jambe verticale (1,2) et un arbalétrier incliné (3,4) et en ce que la jambe (1) correspondant à la poutre équipée du second axe (B) est orientée verticalement dès l'origine, c'est-à-dire avant la mise en traction de l'armature (8,9),t n'est donc pas encore à ce stade assemblée rigidement sur l'arbalétrier correspondant (3); cet assemblage rigide selon un V obtus étant réalisé automatiquement par la traction sur l'armature (8, 9). 3. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour monter de façon pivotante l'une sur l'autre les extrémités horizontalement juxtaposées bout à bout des deux poutres (1,3 ; 2,4) autour d'un premier axe horizontal (A) perpendiculaire à la direction horizontale de juxtaposition de ces extrémités et disposé au sommet d'une ouverture en V renversé (E) réservée entre lesdites extrémités ; des moyens pour monter une portion, de l'une des deux poutres (1,3), éloignée du premier axe, pivotante autour d'un second axe fixe (B) parallèle au premier axe ; des moyens pour monter l'extrémité,de l'autre poutre (2,4), éloignée du premier axe, de façon telle qu'elle puisse se déplacer horizontalement en direction du second axe ; et des moyens pour exercer une traction sur une armature de précontrainte (8,9) préalablement mise en place le long des deux poutres et ancrée sur deux portions (14,15), de ces poutres, éloignées du premier axe. 4. Dispositif de construction selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux gorges (5,6) s'étendant parallèlement aux axes ci-dessus (A,B) sont évidées respectivement dans les faces terminales des deux extrémités de poutres juxtaposées, gorges disposées horizontalement en regard l'une de l'autre et en ce que les moyens pour exercer la traction sur l'armature comprennent un organe d'assemblage et éventuellement de tension (7) disposé entre ces deux gorges et/ou dans celles-ci et ancré sur deux tronçons constitutifs (8,9) de ladite armature et s'étendant respectivement. le long des deux poutres. 5. Dispositif de construction selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens pour rendre libre de se déplacer horizontalement une extrémité (15) de poutre sont constitués par un poteau de soutien (12) monté pivotant, d'une part, à son extrémité inférieure, autour d'un troisième axe horizontal fixe (C) parallèle aux deux premiers axes (A et B) et, d'autre part, à son extré té supérieure, sur la poutre considérée autour d'un quatrième axe horizontal (D) parallèle aux autres axes 6. Dispositif de construction selon la revendication 5, destiné à édifier un portique composé de deux éléments coudés comportant chacun en fin de construction une jambe verticale (1,2) et un arbalétrier (3,4) incliné vers le haut à partir du coude, caractérisé en ce qu'il comporte, en plus du poteau (12) supportant au niveau du quatrième axe (D) l'un des arbalétriers (4) au voisinage du coude correspondant, un support central (10) propre à recevoir les deux extrémités juxtaposées des arbalétriers sensiblement au même niveau que ce quatrième axe et un étai fixe (11) propre à supporter le second axe (B) à un niveau sensiblement identique aux précédents.