Brevet FR2627792A1 — publié le 19890901

Tribunes en gradins couvertes et procédés de construction. DESCRIPTION La présente invention a pour objet des tribunes en gradins couvertes et des procédés de construction de celles-ci. Le secteur technique de 1 r invention est celui de la construction d'ouvrages de génie-civil. Les terrains de sport ou de Jeu sont entourés de tribunes en gradins sur lesquels les spectateurs prennent place et qui sont généralement protégées par une toiture. Un problème à résoudre est de concevoir des tribunes couvertes pouvant être construites rapidement du fait que les travaux doivent être réalisés généralement dans un délai relativement bref par exemple entre deux saisons successives pour des terrains sur lesquels on pratique des sports saisonniers. Un autre problème est de concevoir des tribunes couvertes dont le coût de réalisation est moindre que celui des tribunes couvertes connues à ce jour. Ces problèmes sont résolus au moyen de tribunes en gradins dans lesquelles les gradins sont posés sur des portiques en béton armé qui sont régulièrement espacés et qui comportent une poutre inclinée à environ 450, dont la face supérieure est découpée en gradins et en ce que chaque portique supporte un mât métallique incliné qui est appuyé contre l'extrémité supérieure de chacune desdites poutres qui s'étend de part et d'autre de cette extrémité, dont l'extrémité inférieure est reliée audit portique par un tirant rigide lequel mât supporte une poutre métallique, dont une extrémité est fixée audit mât et qui est accrochée à un tirant métallique rigide qui est fixé à l'extrémité supérieure dudit mât, laquelle poutre constitue un arbalétrier d'une charpente métallique qui supporte une toiture en bacs métalliques autoportants. Un procédé selon l'invention de construction de tribunes en gradins couvertes comporte les opérations suivantes - on coule en place des portiques régulièrement espacés comportant chacun une poutre inclinée, dont la face supérieure est découpée en gradins, laquelle poutre est posée sur deux poteaux et s'+end à l'carrière et au-dessus du poteau arrière; - on pose des gradins préfabriqués entre deux portiques; - on met ensuite en place avec une grue, et on fixe à l'extrémité supérieure de chacune desdites poutres inclinées, un mât métallique qui s'étend de part et d'autre de l'extrémité de la poutre inclinée; - on relie l'extrémité inférieure dudit mât à ladite poutre inclinée par un tirant rigide; - on fixe sensiblement à mi-hauteur de chacun desdits mâts une poutre métallique qui s'étend au-dessus desdits gradins;; - on relie ladite poutre à l'extrémité supérieure dudit mât par un deuxième tirant; - et on pose entre lesdites poutres des pannes supportant une toiture en bacs métalliques. Pour construire les portiques, on coule en place les paires de poteaux de chaque portique, puis on pose sur chaque paire de poteaux un coffrage en forme de caisson métallique dans lequel on coule ladite poutre inclinée et qui est capable de supporter le poids du béton et de l'armature de celle-ci sans être étayé. L'invention a pour résultat de nouvelles tribunes en gradins couvertes. La structure des tribunes selon l'invention permet de mettre en place facilement la charpente en porte-à-faux qui supporte la toiture de protection des gradins. Les opérations de mise en place des mâts métalliques et des poutres accrochées en porte-à-faux à ceux-ci pour servir d'arbalétriers nécessitent très peu de personnel et elles peuvent être exécutées très rapidement. La construction des gradins et notamment des portiques est facilitée par le fait que les poutres inclinées de chaque portique, qui supportent les gradins préfabriqués, sont coulées dans des caissons métalliques en deux parties, qui ne nécessitent aucun étaiement et qui facilitent la mise en place des armatures préfabriquées et de platines portant des tiges d'ancrage destinées à être noyées dans le béton pour servir à la fixation des mâts métalliques sur la structure en béton armé. La mise en place des mâts métalliques est facilitée par le fait que chaque mât comporte une console qui prend appui par une rotule sur le sommet d'une poutre inclinée. La rotule est située sensiblement à la verticale du centre de gravité du mât, de sorte qu'une fois la rotule posée sur sa platine d'appui, le mât est presque en équilibre et'il est facile de le faire pivoter légèrement autour de la rotule pour mettre en place les tiges de fixation latérale et le tirant inférieur. La rotule d'appui sert uniquement à transmettre les efforts verticaux tandis que le couple de renversement autour de cette rotule dû au porte-à-faux de la toiture et à la poussée du vent est équilibré principalement par le tirant inférieur qui travaille en traction. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'une tribune couverte selon l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble en élévation d'une tribune couverte selon l'invention. La figure 2 est une coupe verticale montrant la première étape du procédé de construction. La figure 3 est une coupe selon III-III de l'extrémité supérieure de chaque poteau. La figure 4 est une demi-coupe verticale à plus grande échelle de l'extrémité supérieure dlun poteau équipée d'un organe de support de coffrage. Les figures 5 et 6 sont une demi-coupe verticale et une vue de face d'un deuxième mode de réalisation d'un support de coffrage. La figure 7 est une vue en perspective d'une deuxième étape du procédé de construction. La figure 8 est une coupe verticale partielle montrant les tiges d'ancrage servant à la fixation d'un mât sur l'extrémité supérieure d'une poutre. La figure 9 est une coupe verticale partielle de la fixation du tirant inférieur à un portique. La figure 10 est une coupe transversale d'un coffrage de poutre. La figure 1 est une coupe verticale d'une tribune couverte selon l'invention qui est placée par exemple autour d'un terrain de sport ou de jeu et qui comporte des gradins couverts 1, sur lesquels des spectateurs prennent place. Une tribune selon l'invention est un ouvrage de grande dimensions pouvant contenir plusieurs dizaines de milliers de personnes. L'objectif de l'invention est de procurer des tribunes de grande capacité pouvant être construites très rapidement et pour un coût relativement bas. Une tribune selon l'invention comporte un niveau inférieur la et un niveau supérieur lb construits en béton armé. Le niveau supérieur est composé de poutrelles en béton armé préfabriquées 2, qui ont une section en équerre,constituant chacune une marche et une contre-marche. Ces poutrelles préfabriquées sont posées sur des portiques en béton armé qui sont régulièrement espacés autour du terrain de sport à raison par exemple d'un portique tous les sept mètres. Les gradins lb du niveau supérieur sont posés sur des portiques comportant deux poteaux 3a, 3b et une poutre 4 inclinée en descendant vers le stade. L'angle d'inclinaison est de l'ordre de 450. La face supérieure des poutres 4 est découpée en gradins sur lesquels on pose les extrémités des poutrelles préfabriquées 2 qui s'étendent entre deux portiques successifs. Chaque poutre 4 s'étend au-dessus du poteau arrière 3d de chaque portique et elle supporte un mât métallique 5 qui s'étend au-dessus et au-dessous de la poutre 4. Le mât 5 comporte, sur sa face interne une pièce en console 6 qui prend appui sur le dessus de l'extrémité supérieure de la poutre 4. Le mât 5 est légèrement incliné vers l'intérieur en montant et son centre de gravité se trouve légèrement à l'intérieur du point d'appui de la console 6 sur la poutre, de sorte que sous l'effet de son seul poids, le mât 5 a tendance à se renverser vers l'intérieur en pivotant autour du point d'appui de la console 6. L'extrémité inférieure du mât 5 est reliée au portique 4 par un tirant rigide 7 qui s'oppose au renversement du mât vers l'intérieur ou même éventuellement vers l'extérieur sous l'effet d'une poussée du vent. Les mâts 5 supportent une couverture légère 8 en bacs autoportants qui s'étend en porte-à-faux et qui recouvre les gradins la et lb. Les bacs de couverture sont supportés par des pannes 9 qui s'étendent entre deux poutres 10 légèrement inclinées vers l'arrière qui forment les arbalétriers d'une charpente métallique. Chaque mât 5 supporte une poutre 10 placée en console un peu à la façon dont un mât de grue supporte la flèche de la grue. L'extrémité externe de la poutre 10 est appuyée contre le mât 5 à une hauteur suffisante pour que des spectateurs puissent se tenir debout sur le gradin supérieure. Chaque poutre 10 est reliée au mât par un tirant rigide 11, qui est accroché à l'extrémité supérieure du mât 5 et à un point de la poutre 10 situé en retrait de l'extrémité intérieure de la poutre. Le tirant 11 reporte le poids de la toiture sur le mât 5. Chaque poutre 10 comporte au delà du point d'accrochage du tirant 11, une partie en console dont la longueur est compatible avec la résistance mécanique de la poutre 10. La figure 2 représente la première étape de la construction d'une tribune couverte selon la figure 1. On réalisa d'abord les fondations 1? puis le premier niveau la qui comporte un plancher sur vide technique 13, un plancher 14 porté par des poteaux 3a, 3b, une poutre 15 inclinée à 45 environ, dont la face supérieure est découpée en gradins et un bout de plancher 16 porté par les poteaux arrière et un mur externe 7. Les travaux de cette première tranche sont réalisés en coulant du béton armé dans des coffrages classiques. Les poteaux 3a, 3b sont destinés à supporter une forte charge et ils ont une section importante. Ils s'élèvent au-dessus du plancher 14 à des hauteurs différentes, le poteau interne 3b étant plus court. Au cours du coulage des poteaux, on insère dans leur partie haute un organe de réservation permettant d'obtenir, après décoffrage, un trou transversal 18 qui est représenté en coupe axiale sur la figure 3. Ce trou 18 comporte une partie centrale cylindrique placée entre deux extrémités tronconiques. Les trous 18 sont situés à une hauteur déterminée au-dessus du sol. Ils sont destinés à recevoir un organe de support et de centrage d'un coffrage permettant de couler la poutre inclinée 4 posée sur les deux poteaux. La figure 4 est une cemi-coupe verticale d'un poteau 3a passant par l'axe d'un trou cylindroconique 18. On voit sur cette figure un organe de support 19 qui comporte un bossage conique 20 qui est engagé dans une extrémité du trou cylindroconique 18. On engage ainsi deux organes de support identiques dans les deux extrémités de chaque trou cylindroconique 18 et on relie les deux organes par une tige filetée 21 qui traverse le poteau et sur laquelle on visse deux écrous 22. Chaque organe de support 19 comporte un logement en creux 23 qui est ouvert vers le haut et qui a des parois inclinées. Ce logement reçoit des pièces 24 en forme de coin qui font partie d'un coffrage métallique autoportant dans lequel on coule la poutre inclinée 4. La figure 5 est une demi-coupe verticale analogue à celle de la figure 4 représentant une variante de réalisation. On retrouve sur cette figure un organe de support 19 pourvu d'un bossage conique 20 qui est engagé dans une extrémité du trou cylindroconique 18 traversant un poteau 3a et qui est fixé par une tige filetée 21 et par deux écrous 22. La figure 6 est une vue de face de la figure 5. Dans le mode de réalisation selon les figures 5 et 6, l'organe de support du coffrage comporte une pièce évidée 25 qui est engagée sur la pièce 19 sur laquelle elle peut coulisser verticalement. Une vis 26, qui se visse dans la pièce 19, permet de déplacer la pièce 25 en hauteur et de régler le niveau de celle-ci. La pièce 25 comporte, à sa partie suéprieure, un logement 23 à parois inclinées dans lequel vient s'engager la pièce en forme de coin 24 qui fait partie d'un coffrage. La figure 7 représente, très schématiquement, la mise én place d'un premier demi-coffrage autoportant sur les deux poteaux 3a, 3b. Le coffrage 27 dans lequel on coule en place la poutre inclinée 4 de chaque portique comporte deux demi-coffrages autoportants 27a, 27b en tôle d'acier. Le premier de ces demi-coffrages 27a comporte un fond incliné 28, une paroi latérale verticale 29 et deux parois d'extrémité 30 et 31. Le fond 28 comporte deux évidements 32a et 32b dans lesquels s'engagent -les extrémités respectives des poteaux 3a et 3b. Chaque évidement est bordé sur trois côtés par des tôles qui encadrent le sommet du poteau. Les tôles centrales qui sont dans le prolongement de la paroi latérale 29 portent chacune une pièce en forme de coin 24 qui vient prendre appui dans le logement 23 représenté sur la figure 4 ou sur les figures 5 et 6. La figure 7 représente le demi-coffrage 27a suspendu au crochet 33 d'une grue qui permet de le mettre en place sur les deux poteaux 3a et 3b. Une fois le demi-coffrage 27a en place, on place dans celui-ci une armature préfabriquée réalisée en acier soudable. Les barres sont soudées entre elles pour former une cage non déformable. Une fois l'armature mise en place, on fixe sur le demi coffrage 27a des platines portant des tiges filetées destinées à être ancrées dans le béton. On fixe ainsi deux tiges d'ancrage verticales 34 sur une plaque horizontale 35 qui fait partie du demi-coffrage 27a, deux ou quatre tiges d'ancrage horizontales 36 sur l'extrémité supérieure 29 du demi-coffrage 27a et deux tiges d'ancrage 37 sur le fond 28 du demi-coffrage 27a. Les tiges d'ancrage verticales 34 servent à fixer à la poutre en béton 4 la console d'appui 6. Les tiges d'ancrage horizontales 36 servent à fixer le mât incliné 5 contre -l'extrémité supérieure de la poutre en béton 4. Les tiges d'ancrage 37 servent à fixer le tirant 7 à la poutre 4. La figure 8 est une coupe verticale partielle, à plus grande échelle,montrant la liaison du mât métallique 5 et de la console d'appui 6 avec l'extrémité supérieure de la poutre en béton 4 par l'intermédiaire des tiges d'ancrage 36 et 34 noyées dans le béton de la poutre. On voit sur cette figure que chaque ancrage comporte une platine 38a, 38b qui a été fixée sur la face interne du demi-coffrage 27a et qui se trouve noyée dans le béton. Cette platine porte sur sa face interne des manchons filetés 39 qui sont également noyés dans le béton, dans lesquels on visse les tiges 34, 36 qui servent d'ancrages et dont les extrémités filetées sortent à l'extérieur de la poutre. La figure 9 représente de même les tiges d'ancrage 37 qui sont vissées dans des manchons filetés 40 soudés sur une platine 41 qui a été fixée à la face interne du fond 28 du demi-coffrage 27a. Après décoffrage de la poutre, on engage sur les extrémités filetées des tiges 37, une chape 42 dans laquelle on vient ensuite engager l'extrémité du tirant 7. Une fois les tiges d'ancrage mises en place sur le demi coffrage 27a, on complète le coffrage 27 par un deuxième demi-coffrage 27b. La figure 10 est une coupe transversale du coffrage sur laquelle on voit le premier demi-coffrage 27a comportant un fond 28 et une paroi verticale 29 et le deuxième demi-coffrage 27b comportant une paroi verticale 43 et une partie supérieure en gradins 44. La paroi verticale 43 est prolongée vers le bas par deux plaques 45 qui complètent le périmètre de la partie supérieure des poteaux 3a et 3b et qui portent des pièces en forme de coin 24 qui viennent se positionner dans les logements 23 fixés aux poteaux. Le coffrage métallique 27 comporte des tiges inférieures et supérieures 46, qui sont extérieures au coffrage et qui coopèrent avec des écrous 46a pour maintenir les deux demicoffrages assemblés. Une fois assemblés, les deux demi-coffrages constituent un caisson qui repose uniquement sur les quatre pièces d'appui 23 fixées aux deux poteaux 3a et 3b et qui a une inertie suffisante pour supporter le poids du béton de la poutre 4 qui représente environ 12 m3 sans avoir besoin d'être étayé d'où un gain de temps et une réduction de coût très importants. Une fois le coffrage en place, on coule le béton dans celui-ci par des orifices de coulage situés à la partie supérieure. Après durcissement du béton, on décoffre. On enlève d'abord le demi-coffrage 27b, puis on fait descendre légèrement le demi-coffrage 27a pour le décoller du béton en agissant sur les vis 26. On pose ensuite entre chaque paire de poutres 4 des éléments préfabriqués en forme d'équerre 2, qui constituent les gradins. On met ensuite en place les mâts métalliques 5. Chaque mât est amené suspendu au crochet d'une grue. On amène la console 6 au-dessus de l'extrémité supérieure d'une poutre 4. La console 6 comporte sur sa face inférieure une demi-rotule 6a visible sur la figure 8, qui vient s'appuyer dans un logement porté par la platine 38b. On engage les tiges filetées dans des trous du mât et on serre les boulons sur les tiges filetées. Ensuite, un opérateur saisit le tirant 7 qui est accroché à l'extrémité inférieure du mât. Il l'engage dans la chape 42 et il met en place une broche à travers le tirant et la chape pour les solidariser. La rotule 6a qui se trouve sensiblement à l'aplomb du centre de gravité du mât transmet à la poutre 4 le poids de celui-ci. Les tiges d'ancrage 36 et 37 équilibrent le couple de renversement du mât dû au poids de la toiture et à l'action du vent. Une fois un mât en place, on amène un arbalétrier 10, qui est suspendu au crochet d'une grue et qui porte son tirant supérieur 11. Un opérateur fixe une extrémité de l'arbalétrier au mât par des boulons. Ensuite? on fait pivoter le tirant 11 et un opérateur va l'accrocher à l'extrémité supérieure du mat. On met ensuite en place entre les mâts des contreventements inclinés en forme de croix, puis on pose des pannes 9 entre les arbalétriers 10 et on pose sur ces pannes des bacs en acier formant la couverture 8. REVENDICATIONS 1. Tribunes couvertes du type comportant des gradins en béton armé (la, lb), sur lesquels des spectateurs prennent place et une toiture (8) placée au-dessus desdits gradins, caractérisées en ce que lesdits gradins sont posés sur des portiques en béton armé, (3a, 3b, 4), qui sont régulièrement espacés et qui comportent une poutre (4) inclinée à environ 450, dont la face supérieure est découpée en gradins et en ce que chaque portique supporte un mât métallique (5) incliné qui est appuyé contre l'extrémité supérieure de chacune desdites poutres (4), qui étend de part et d'autre de cette extrémité, dont l'extrémité inférieure est reliée audit portique par un tirant rigide (7), lequel mât supporte une poutre métallique (10), dont une extrémité est fixée audit mât (5) et qui est accrochée à un tirant métallique rigide (11) qui est fixé à l'extrémité supérieure dudit mât (5), laquelle poutre constitue un arbalétrier d'une charpente métallique (9) qui supporte une toiture (8) en bacs métalliques autoportants. 2. Procédé de construction de tribunes couvertes du type comportant des gradins en béton armé (la, lb) protégés par une toiture (8), caractérisé en ce que - on coule en place des portiques régulièrement espacés comportant chacun une poutre inclinée (4), dont la face supérieure est découpée en gradins, laquelle poutre (4) est posée sur deux poteaux (3a, 3b) et s'étend à l'arrière et au-dessus du poteau arrière (3a)-; - on pose des gradins préfabriqués (2) entre deux portiques; - on met ensuite en place, avec une grue, et on fixe à l'extrémité supérieure de chacune desdites poutres inclinées un mât métallique qui s'étend de part et d'autre de l'extrémité de la poutre inclinée; - on relie l'extrémité inférieure dudit mât (5) à ladite poutre inclinée (4) par un tirant rigide (7);; - on fixe sensiblement à mi-hauteur de chacun desdits mât une poutre métallique (10) qui s'étend au-dessus desdits gradins; - on relie ladite poutre (10) à l'extrémité supérieure dudit mât (5) par un deuxième tirant (11); - et on pose entre lesdites poutres des pannes (9) supportant une toiture (8) en bacs métalliques. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on coule en place les paires de poteaux (3a, 3b) de chaque portique, puis on pose sur chaque paire de poteaux un coffrage (27) en forme de caisson métallique dans lequel on coule ladite poutre inclinée (4) et qui est capable de supporter le poids du béton et de l'armature de celle-ci sans être étayé. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on ménage à l'extrémité supérieure de chaque poteau (3a, 3b) un trou cylindroconique (18) qui traverse ledit poteau et on fixe à chaque extrémité de chacun desdits trous, un organe de support (19) dudit coffrage métallique (27) qui comporte un bossage conique (20) qui pénètre dans ledit trou (18) et on relie les deux organes de support (19) par une tige filetée (21) qui traverse ledit poteau et sur laquelle on visse deux écrous (22). 5. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun desdits organes de support (19) est équipé d'une pièce évidée (25) qui peut coulisser verticalement sur ledit organe de support et on règle la hauteur desdites pièces évidées (25) au moyen de vis (26) qui se vissent dans lesdits organes de support. 6. Procédé selon les revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'on met d'abord en place entre deux poteaux (3a, 3b) unpremierdemi-coffrage (27a, 27b) comportant un fond incliné (28), une paroi latérale verticale (29) et deux parois d'extrémité (30, 31), on place une armature préfabriquée dans ce demi-coffrage et on met ensuite en place, entre les deux poteaux (3a, 3b) un deuxième demi-coffrage (27b) qui comporte une paroi latérale verticale (43) et un dessus (44) en gradins et on assemble les deux demi-coffrages entre eux par des tiges filetées (46) coopérant avec des écrous (46a) pour former un caisson. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on fixe sur la paroi interne du premier demi-coffrage des platines (38a, 38b, 41) portant des manchons filetés (39, 40) dans lesquels on visse des tiges d'ancrage (34, 36, 37), qui sont noyées dans le béton et qui servent à la fixation dudit mât métallique (5) et dudit tirant inférieur (7) auxdites poutres. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque mât métallique (5) comporte une console (6) qui est munie d'une demi-rotule (6a) qui est appuyée sur une platine (38b) noyée dans l'extrémité supérieure de chaque poutre inclinée (4), laquelle demi-rotule est située sensiblement à la verticale du centre de gravité du mat métallique (5).