Brevet FR2693491A1 — publié le 19940114

La présente invention est relative à la technique des ouvrages en béton armé. La tendance actuelle, pour diverses raisons, va dans le sens d'une utilisation mixte du métal et du béton armé, alors que pendant fort longtemps on a utilisé, pour un ouvrage d'art, soit quasi exclusivement du métal, soit quasi exclusivement du béton armé ou précontraint. Dans les structures mixtes actuelles, dans lesquelles l'importante utilisation du métal présente divers avantages, on se heurte néanmoins à des difficultés de réalisation de l'ouvrage qui résident essentiellement dans le fait que la plus grande partie des opérations est effectuée sur site. Tant par leur durée que par leur coût et par des difficultés de main-d'oeuvre qui doit se trouver sur place, ces opérations manuelles sur site doivent être évitées le plus possible. Par ailleurs, il est souhaitable de réaliser le plus grand nombre possible de sous-ensembles en usine, ce qui permet d'éliminer les inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'ensemble selon l'invention, qui est constitué par des poutres porteuses et une armature coffrante pour le béton armé, est caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, au moins deux poutres métalliques porteuses longitudinales à âme verticale qui sont solidarisées en usine par leur branche supérieure chacune avec un premier élément métallique d'armature coffrante pour le béton et, d'autre part, des seconds éléments intermédiaires d'armature coffrante , également réalisés en usine, qui sont assemblés sur site transversalement avec lesdits premiers éléments d'armature coffrante et longitudinalement entre eux bout à bout. Ainsi, selon l'invention, on amène sur site des sous-ensembles de deux types, à savoir des tronçons de poutres coffrants déjà équipées d'une armature et des tronçons d'armature coffrante qui sont assemblés transversalement avec les premiers éléments d'armature et longitudinalement entre eux bout à bout, ce qui réduit les opérations sur site, outre la coulée du béton, à l'assemblage des sous-ensembles. Par exemple, chaque poutre porteuse peut être constituée par un profilé métallique unique, ou bien, par exemple pour des ouvrages plus importants, chaque poutre forme une poutre-caisson constituée par au moins deux profilés parallèles qui sont jumelés pour former un caisson, lesdits profilés étant assemblés entre eux de place en place par des entretoises, par exemple des plaques métalliques verticales soudées, notamment au niveau des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues. Avantageusement, les poutres porteuses sont raidies à leur partie inférieure par des entretoises métalliques transversales, notamment soudées, par exemple au niveau des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues. Notamment dans le cas d'un ouvrage ferroviaire, les poutres porteuses sont raidies à leur partie inférieure par des hourdis en béton armé, ces hourdis étant soit continus, soit discontinus et prévus de préférence dans les zones des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues. L'ouvrage peut comporter soit seulement deux poutres qui sont situées sur les bords longitudinaux du tablier de l'ouvrage, soit encore au moins une poutre intermédiaire. Avantageusement, les poutres comportent une âme centrale qui présente des déviations (sinusoïdes, ondes, ligne brisée, etc)hors de son plan longitudinal. Enfin, les poutres porteuses peuvent recevoir en usine des accessoires, par exemple des supports ou fixations pour équipements tels que garde-corps, candélabres, caniveaux, glissières de sécurité, signalisation, canalisations, câbles, etc. On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins qui font partie de la description et dans lesquels Fig. 1 est une coupe transversale d'un ouvrage routier établi selon un mode de réalisation de l'invention, la moitié droite de cette Figure étant prise au niveau d'un appui de la poutre porteuse correspondante, tandis que la moitié gauche de cette coupe est prise entre deux appuis ; Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1 pour un ouvrage ferroviaire établi selon un autre mode de réalisation de l'invention ; et Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 2 pour un ouvrage ferroviaire selon un troisième mode de réalisation de l'invention. On a schématiquement représenté sur la Fig. 1, en coupe transversale, un ouvrage d'art, par exemple un pont routier, qui est établi selon l'invention. Cet ouvrage est réalisé à partir d'un ensemble qui est réalisé préalablement en usine et qui est constitué, d'une manière générale, par des poutres porteuses 1 et des éléments intermédiaires 2 d'armature coffrante. Chaque sous-ensemble 1 de poutre porteuse est constitué, à son tour, par une poutre proprement dite 3 qui est solidarisée en usine par sa branche supérieure avec un élément métallique 4 servant de coffrage pour le béton. Quant aux éléments intermédiaires 2 d'armature coffrante, ils sont constitués par des structures en treillis comportant une armature 5 et une table inférieure 6 de coffrage. De manière similaire aux éléments intermédiaires 2, les éléments 4 d'armature coffrante comportent une structure métallique 7 et une table inférieure 8 de coffrage. Dans le mode de réalisation de la Fig. 1, l'ouvrage comporte seulement deux poutres porteuses 1, une au voisinage de chaque bord longitudinal de l'ouvrage ; également dans ce mode de réalisation, chaque poutre porteuse proprement dite 3 se présente sous la forme d'une poutre-caisson qui est constituée par deux profilés parallèles jumelés pour former le caisson. Il serait également possible de prévoir plus de deux profilés. Les profilés sont assemblés entre eux de place en place par des entretoises 9, qui sont par exemple des plaques métalliques verticales soudées, situées de préférence au niveau des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues 10 supportant l'ouvrage. Par exemple, des entretoises 9 peuvent présenter une partie centrale évidée 11. Les poutres porteuses 3 sont avantageusement réunies, de place en place, par des entretoises métalliques transversales 12, sensiblement horizontales, qui peuvent être soudées aux poutres et qui sont par exemple situées, comme les entretoises 9, au niveau des appuis des poutres sur les piles 10. De façon en elle-même connue, chaque poutre porteuse 3 comporte une âme verticale 13 qui présente des déviations hors de son plan, par exemple des sinusoïdes, des -ondes, ou une ligne brisée, le type, l'amplitude et le pas des déviations étant choisis en fonction des besoins. Comme on le voit sur la Fig. 1, les premiers éléments d'armature coffrante 4 peuvent présenter un porte-à-faux vers l'extérieur. Par ailleurs, les sous-ensembles 1 reçoivent en usine des accessoires ou équipements, par exemple comme montré schématiquement sur la Fig. 1, pour la fixation ou le support de divers équipements (par exemple une corniche 14 dans le cas de la Fig.1). Pour la réalisation de l'ouvrage de la Fig. 1, on amène sur site les sous-ensembles 1 et 2, on les met en pla ce et on les assemble en fixant les sous-ensembles 1 sur les piles 10 et en solidarisant les sous-ensembles 2 d'une part avec les sous-ensembles 1, d'autre part entre eux, de préférence longitudinalement par rapport à l'ouvrage. Après que la structure porteuse et coffrante a été réalisée, on effectue de manière traditionnelle le coulage de la dalle de béton 15. Le mode de réalisation de la Fig. 2 ne diffère, par principe, de celui de la Fig. 1 que par le fait que l'ouvrage est du type ferroviaire. On ne rappellera donc pas la structure et l'assemblage des sous-ensembles 1 et 2 ci-dessus, à la description de laquelle on pourra se référer à propos de la Fig. 1. Dans l'application à un ouvrage ferroviaire, la dalle de béton 15 est recouverte d'une couche de ballast 16 sur laquelle sont posés les rails 17, et les parties marginales longitudinales de l'ouvrage reçoivent divers équipements 18 (garde-corps, candélabres, caniveaux, signalisation, canalisations, câbles, etc,) grâce au fait que, comme précédemment, des supports ou fixations sont prévus en usine sur les sous-ensembles porteurs 1. La partie fixe des poutres-caissons peut être pourvue d'armature et bétonnée, particulièrement au voisinage des appuis. Le mode de réalisation de la Fig. 3 se rapporte également à un ouvrage ferroviaire, mais il se distingue de celui de la Fig. 2, d'une part par le nombre des poutres porteuses, d'autre part par la structure des poutres porteuses, et d'une autre part encore par les entretoises transversales. Il existe ici trois sous-ensembles 1, à savoir deux sous-ensembles longitudinalement extérieurs, et un sous-ensemble intermédiaire. Chaque sous-ensemble 1 est constitué par une poutre unique 3, du même type que les poutres 3 de la Fig. 1. Les poutres 3 extrêmes sont réunies de place en Place avec la poutre intermédiaire 3, d'une part, par des traverses métalliques 12, analogues à celles de la Fig. 1, et d'autre part par des hourdis 19 en béton qui sont soit continus, soit discontinus et prévus comme les traverses 12, de préférence dans les zones des appuis des poutres porteuses sur les piles ou analogues 10. il va de soi que les ouvrages des Figs. 2 et 3 sont réalisés d'une manière analogue à celle qui a été décrite à propos de la Fig. 1. il ressort de la description ci-dessus de trois modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple que l'invention simplifie considérablement, même pour des ouvrages importants, le nombre et la durée des opérations à réaliser sur site en permettant l'acheminement sur celui-ci de sous-ensembles qui sont prêts à être assemblés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'aux modes d'application, qui ont été décrits ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantés sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Ensemble constitué par des poutres porteuses et une armature coffrante pour ouvrage mixte acier-béton, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, au moins deux poutres métalliques porteuses longitudinales (3) à âme verticale (13) qui sont solidarisées en usine par leur branche supérieure chacune avec un premier élément métallique pouvant servir de coffrage ge (4) pour le béton et, d'autre part, des seconds éléments intermédiaires (2) d'armature coffrante pour le béton, également réalisés en usine, qui sont assemblés sur site transversalement avec lesdits premiers éléments d'armature coffrante (4) et longitudinalement entre eux bout à bout. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre porteuse est constituée par un profilé métallique unique. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre porteuse forme une poutre-caisson constituée par au moins deux profilés parallèles (3) jumelés pour former une poutre-caisson, ces profilés étant assemblés entre eux de place en place par des entretoises (9), par exemple des plaques métalliques verticales soudées, notamment au niveau des appuis des poutres porteuses sur des piles (10) ou analogues. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les poutres porteuses sont raidies à leur partie inférieure par des entretoises métalliques transversales (12), notamment soudées, par exemple au niveau des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues (10). 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, notamment pour un ouvrage ferroviaire, les poutres porteuses sont raidies à leur partie inférieure par des hourdis (19) en béton armé, soit continus, soit dis continus et prévus de préférence dans les zones des appuis des poutres porteuses sur des piles ou analogues (10). 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu deux poutres porteuses extérieures longitudinales et une poutre intermédiaire longitudinale. 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les poutres comportent une âme centrale (13) qui présente des déviations (sinusoides, ondes, ligne brisée, etc) hors de son plan longitudinal. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites poutres reçoivent en usine des équipements ou des accessoires,par exemple des supports ou fixations pour équipements tels que garde-corps, candélabres, caniveaux, glissières ou corniches de sécurité, signalisation, canalisations, câbles, etc. 9. Procédé de réalisation de l'ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser en usine les sous-ensembles(1,2)constitués respectivement par les poutres porteuses (3) comportant une partie coffran te(4) et les éléments d'armature coffrante intermédiaires(2), à acheminer sur site ces sous-ensembles et à assembler ceux-ci en place avant le coulage du béton.