Brevet FR2637640A1 — publié le 19900413

Procédé d'accouplement bout à bout d'éléments préfabriqués en béton armé La présente invention se rapporte à un procédé d'accouplement bout à bout d'éléments préfabriqués en béton armé, ainsi qu'à un mât préfabriqué obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé. Pour l'assemblage bout à bout d'éléments préfabriqués en béton armé, par exemple en vue de la fabrication de mâts ou de colonnes, on connaît et on utilise actuellement plusieurs techniques, parmi lesquelles on peut mentionner: - la soudure des armatures par recouvrement; cette technique nécessite un espace important entre les extrémités des éléments à assembler, espace qui doit ensuite être comblé par coulage d'un gros volume de béton, ce qui rend impossible l'opération sur le chantier; - l'utilisation de cônes mâles et femelles qui s'emboîtent; cette technique est coûteuse et surtout conduit à un- affaiblissement de la section dû au diamètre plus petit du cône; la fixation au moyen de brides métalliques solidaires de l'armature cette technique est également coûteuse, relativement difficile à réaliser et impliquant une diminution de la section efficace. Le but de cette invention consiste par conséquent à remédier aux inconvénients des techniques connues précitées; ce but est atteint par le procédé d'accouplement, objet de l'invention, qui est caractérisé par le fait que chaque élément comporte, à au moins une de ses extrémités, des alvéoles venues de fabrication à sa périphérie, ces alvéoles étant ouvertes tant sur la face latérale que sur la face frontale dudit élément, et que des tiges métalliques longitudinales de l'armature débouchent dans lesdites alvéoles, dont l'extrémité libre est en retrait de l'extrémité de l'élément, d'autres tiges de l'armature disposées entre lesdites alvéoles faisant saillie au-delà de l'extrémité de l'élément, par le fait qu'on dispose dans le même alignement les éléments avec leurs extrémités respectives comportant des alvéoles l'une contre l'autre, la position angulaire relative des éléments étant telle que les tiges métalliques d'armature faisant saillie au-delà de l'extrémité de l'un des éléments soient introduites dans les alvéoles d'un autre élément adjacent, et réciproquement, et que l'extré- mité des tiges soit introduite avec jeu dans des manchons de positionnement présentant une ouverture destinée à la soudure, puis qu'on procède à la soudure des tiges métaliiques ainsi mises bout à bout à l'intérieur desdits manchons dans les alvéoles, et qu'on remplit lesdites alvéoles avec du béton ou un autre matériau approprié. Un autre objet de cette invention consiste en un mât préfabriqué en béton armé obtenu par la mise en oeuvre du procédé précité selon l'invention par l'accouplement de plusieurs éléments alignés bout à bout. Le dessin. annexé illustre l'invention schématiquement et à titre d'exemple. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité de deux éléments en béton armé en position pré-accouplée bout à bout. La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne I-I de la figure 1. La figure 3 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1, en position complètement accouplée. La figure 4 est une vue en coupe d'une application particulière des éléments comme colonnes pour structure de bâtiment. Sur le dessin annexé (figures I à 3) sont représentées, à titre d'exemple, les extrémités de deux colonnes cylindriques A, B réalisées en béton centrifugé. Dans la paroi I de chaque colonne A, B sont noyées de fabrication des armatures métalliques longitudinales principales 2a, 2b et secondaires 3, de même que des fils de frette 4 disposés autour desdites armatures 2a, 2b,3. D'autre part, lors de la fabrication de la paroi I par centrifugation du béton, des éléments de forme, par exemple en "Sagex", sont disposés dans le moule, de manière à former dans ladite paroi I des alvéoles 5 ouvertes à la périphérie tant sur la face frontale que sur la face latérale de la paroi I. Les alvéoles 5 sont disposées de telle sorte qu'elles cor- respondant à l'emplacement ce l'extrémité de certaines tiges 2a métalliques de l'armature principale, plus particulièrement d'une tige sur deux, c'est-à- dire de manière alternée avec une tige 2b complètement noyée dans le béton (voir figure 2). De plus, comme illustré sur la figure 1, les tiges 2a qui débouchent dans les alvéoles 5 sont coupées de manière à être en retrait par rapport à l'extrémité de la paroi 1, alors que les tiges 2b qui sont complètement noyées dans la paroi 1 de béton sont maintenues à leur longueur initiale, c'est-à-dire faisant saillie à l'extrémité frontale de ladite paroi 1. Pour l'assemblage bout à bout des deux colonnes A,B, il convient de les disposer horizontalement ou verticalement dans le même alignement, et en prenant soin de les orienter angulairement de telle sorte que les portions de tiges métalliques 2b faisant saillies frontalement d'une des colonnes viennent s'introduire dans les alvéoles 5 de l'autre colonne, et réciproquement, en vue de les fixer l'une à l'autre par soudure. Avant la mise bout à bout des deux colonnes A,B la surface frontale des parois I peut être munie d'un matériau de collage, par exemple un mortier. Pour faciliter et rendre cette opération de soudure plus efficace, on utilise de préférence un manchon métallique 6, dans lequel les deux extrémités des tiges 2a,2b à souder sont introduites avec jeu, et qui pré- sente une ouverture 6' pour permettre l'accès des extrémités à souder au dispositif de soudage. Comme illustré sur la figure 3, le matériau de soudure 7 permet de fixer les extrémités des tiges 2a, 2b bout à bout et dans le manchon 6; puis, on procède au remplissage des alvéoles 5 par coulage de béton 8, de manière à protéger de la corrosion la liaison ainsi formée et surtout à procéder à une opération de finissage de la surface externe du mât ainsi réalisé pour que cette liaison ne soit pratiquement plus visible de l'extérieur. Bien entendu, il est f ossible d'utiliser comme matériau de remplissage et de finissage un autre matériau que le béton, par exemple une résine synthétique. Un des avantages du procédé selon l'invention consiste en ce que, du fait que la zone de liaison subit un chauffage important, les tiges métalliques de l'armature sont tout d'abord allongées, puis se rétractent lors du refroidissement; ceci tend à créer une sorte de précontrainte qui améliore la qualité de l'accouplement. Pour faciliter ce phénomène, les portions des tiges 2a,2b située dans le béton avant de déboucher dans l'alvéole 5, respectivement avant de sortir frontalement de la paroi 1, c'est-à-dire les portions qui vont subir un chauffage important, sont préa- lablement revêtues d'une couche de vernis protecteur destiné à favoriser le "coulissement" d'allongement et de rétraction du métal dans le béton. Ce vernis utilisé peut être par exemple une peinture au Zn, du type "Galva- zinc". Le procédé selon l'invention est relativement facile à exécuter et est peu coOteux rar rapport aux techniques connues. De plus, il peut être réalisé tant en usine que directement sur le chantier, et conduit à un résultat fiable sans aucun affaiblissement de la section et avec une utilisation optimale de celle-ci. 1 Dans le cas d'un assemblage en usine, par exemple pour la réali- sation d'un mat, on disposera de préférence les colonnes à accoupler en position horizontale, et on utilisera une tige de fixation disposée axialement à l'intérieur des colonnes à assembler bout à bout, et serrée à ses deux extrémités contre les extrémités libres des colonnes. Pour un assemblage sur le chantier, on appliquera la technique de préférence en position verticale, la colonne supérieure étant posée et maintenue sur la colonne inférieure au moyen par exemple d'une grue. Enfin, selon une application particulière de l'invention, illustrée schématiquement sur la figure 4, on peut utiliser avantageusement le procédé d'accouplement selon l'invention pour réaliser des colonnes A,B et A',B' destinées à être utilisées dans la structure porteuse d'un bâtiment. Dans ce cas, la liaison C,C' entre les deux parties de chaque colonne est complètement noyée dans la dalle horizontale D, ce qui permet d'obte- nir une diminution de la longueur de flambage desdites colonnes. Revendications I - Procédé d'accouplement bout à bout d'éléments préfabriqués (A,B) en béton armé, caractérisé par le fait que chaque élément comporte à au moins une de ses extrémités des alvéoles (5) venues de fabrication à sa périphérie, ces alvéoles étant ouvertes tant sur la face latérale que sur la face frontale dudit élément, et que des tiges métalliques longitu- dinales (2a) de l'armature débouchent dans lesdites alvéoles, dont l'extré- mité libre est en retrait de l'extrémité de l'élément, d'autres tiges (2b) de l'armature disposées entre lesdites alvéoles faisant saillie au-delà de I0 l'extrémité de l'élément, par le fait qu'on dispose dans le même alignement les éléments avec leurs extrémités respectives comportant des alvéoles l'une contre l'autre, la position angulaire relative des éléments étant telle que les tiges métalliques (2b) d'armature faisant saillie au-delà de l'extrémité de l'un des éléments soient introduites dans les alvéoles (5) d'un autre élément adjacent, et réciproquement, et que l'extrémité des tiges soit introduite avec jeu dans des manchons de positionnement (6) présentant une ouverture (6') destinée à la soudure, puis qu'on procède à la soudure des tiges métalliques ainsi mises bout à bout à l'intérieur desdits manchons dans les alvéoles et qu'on remplit lesdites alvéoles avec du béton ou un autre matériau approprié. 2 - Procédé selon la revendication 1, appliqué à la réalisation d'une structure de bâtiment, caractérisé par le fait que le remplissage des alvéoles est réalisé simultanément au coulage d'une dalle de béton (D) au niveau de l'accouplement des éléments préfabriqués destinés à la supporter. 3 - Mât préfabriqué en béton armé obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I par l'accouplement de plusieurs élé- ments alignés bout à bout.