Brevet FR2711705A1 — publié le 19950505

La présente invention a pour objet un dispositif de coffrage à rayon de courbure réglable, notamment pour les ouvrages en béton. La réalisation des ouvrages en béton s'effectue par mise en place de coffrages qui délimitent un volume ayant la forme du profil final recherché dans lequel est coulé le béton. Dans le cas de réalisation de murs plans verticaux et d'épaisseur constante, la réalisation de tels voiles est relativement simple et les panneaux de coffrage comprennent deux faces parallèles soutenues par une ossature rigide de façon à reprendre les efforts des pressions du béton coulé. Ces faces sont réalisées à partir de tôles métalliques ou dans certains cas à l'aide de plaques de contreplaqué. Un problème se pose lorsqu'il s'agit de réaliser des éléments courbes. Les moyens existants comprennent des panneaux ayant un rayon de courbure prédéterminé, sur lesquels sont montées des plaques en contreplaqué qui peuvent être cintrées pour venir se fixer sur ce bâti. Un tel dispositif n'est pas satisfaisant car le contreplaqué s'use vite et il faut le remplacer régulièrement ce qui représente un temps d'immobilisation important et un coût non moins important. Par ailleurs, de nombreuses constructions utilisent des murs en béton brut et il convient que l'état de surface de la peau extérieure soit aussi parfait que possible. Or, le bois ne conduit pas à un état de surface suffisamment lisse et exempt de défauts pour être utilisé tel quel dans des constructions. Par ailleurs, des défauts géométriques sont engendrés par le fait que le contreplaqué se courbe mais qu'il subit néanmoins, au fur et à mesure de son utilisation une usure qui vient augmenter les défauts de surface. De plus, ce contreplaqué doit être d'une épaisseur suffisamment importante pour reprendre la pression du béton et le rayon de cintrage n'est pas homogène, ce qui provoque des facettes, visibles dès le retrait du coffrage. Des solutions ont été envisagées en associant des tôles avec un bâti articulé de façon à pouvoir régler le rayon de courbure des deux plaques de tôle en vis à vis. Un tel dispositif comprend des poutres verticales, régulièrement espacées le long de la tôle à courber, suivant des génératrices. Ces poutres ont des profils en Q dont les extrémités sont solidarisées sur les tôles par soudure. Le profil en n conduit à une excellente liaison de la patte avec la tôle sur une grande surface rigidifiant ainsi totalement la liaison. Les n sont reliés par paires à l'aide de plaques1 qui elles mêmes sont reliées entre elles par des vérins de traction ou de compression. En agissant ainsi sur la tôle intérieure par compression des vérins, on obtient un rapprochement des plaques qui tendent à rapprocher les poutres les unes des autres conférant ainsi à l'une des tôles un rayon de courbure faible, cette première tôle constituant la face intérieure du dispositif de coffrage. La deuxième tôle est ensuite déformée avec un rayon de courbure plus important par extension des vérins de liaison disposés entre les plaques qui ont tendance à écarter les poutres les unes des autres. Cette réalisation présente de nombreux inconvénients. De telles liaisons étant parfaitement fixes, on s'aperçoit que la tôle a un rayon de courbure qui n'est pas uniforme et présente de nombreuses facettes au droit des chacune des poutres. Afin de diminuer cet effet inopportun, une solution consiste à multiplier le nombre de poutres, mais outre la fait que le court augmente, la mise en place et le réglage du rayon de courbure adéquat devient très délicat. Une autre conséquence directe de l'utilisation d'une plaque métallique ayant une certaine épaisseur fixée sur un grand nombre de poutres est le rayon minimal de courbure qui reste trop élevé pour les besoins des utilisateurs. En effet, il serait souhaitable de pouvoir réaliser des courbes de 1,25 mètre de rayon environ, ce que ne permet pas d'atteindre les produits existants. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de coffrage à rayon de courbure réglable jusqu'à des rayons de 1,25 m qui soit aisé & mettre en place sur les chantiers, qui présente une longévité très importante permettant très nombreux réemplois, qui ne soit pas fragile durant le transport, et surtout qui conduise à un produit fini après décoffrage de grande qualité permettant une utilisation brute ou simplement avec un revêtement sans traitement préalable de la peau extérieure de l'ouvrage en béton. A cet effet, le dispositif de coffrage selon l'invention comprend une première tôle intérieure et une seconde tôle extérieure solidaires respectivement d'un premier et d'un second jeux de poutres de maintien, régulièrement espacés suivant des génératrices, des plaques reliant entre elles deux poutres adjacentes et des moyens de réglage de l'écartement de ces plaques, les unes par rapport aux autres et un tel dispositif se caractérise en ce que ces plaques comprennent chacune au moins une liaison articulée avec la poutre correspondante. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque liaison articulée comprend en réalité une tête d'articulation solidaire de la poutre correspondante, munie d'une lumière oblongue et un pion, solidaire de l'une des extrémités de la plaque en vis à vis, prévu pour coulisser dans cette lumière oblongue. Selon l'invention, les poutres ont également une section particulière en V tronqué dont les branches sont fixées sur les faces extérieures des premières et secondes tôles suivant des génératrices, la pointe tronquée étant solidaire d'une tête d'articulation, de façon que les branches puissent subir une déformation. L'agencement particulier des poutres prévoit que la distance entre les extrémités des branches du V, solidaires des tôles est égale à la distance séparant deux branches adjacentes de deux poutres succensives. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la tôle est de faible épaisseur et possede une haute limite élastique. De façon complémentaire, le dispositif comprend également des moyens de précontrainte interposés entre les têtes d'articulation et les plaques de liaison et/ou entre deux têtes d'articulation. Selon un mode préférentiel de réalisation, les moyens de précontrainte comprennent des ressorts de compression interposés entre les plaques et les têtes d'articulation pour les poutres extérieures et des ressorts de traction interposés entre les plaques et les têtes d'articulation pour les poutres intérieures. L'invention propose également un gabarit de réglage adapté à chaque rayon de courbure qui est reçu à la périphérie supérieure de chacune des tôles et qui fait office de protection des poutres, des plaques et des tetes d'articulation contre les déversements accidentels de béton. De façon à permettre l'intégration du dispositif de coffrage à rayon de courbure réglable selon l'invention, il est prévu que les tôles comprennent des moyens de liaison avec des éléments de coffrage adjacents courbes à moyen de réglage du rayon de courbure ou simplement rectilignes. Le dispositif de coffrage selon l'invention comprend également des passerelles de circulation articulées par rapport aux poutres et articulées entre elles de façon à suivre automatiquement la courbure desdites tôles. Le dispositif de coffrage selon l'invention est décrit en détail ci-après et cette description comprend des références figurant aux différentes figures des planches de dessins annexées, qui représentent - la figure 1 une vue de dessus schématique du dispositif de coffrage selon l'invention avec les passerelles de circulation articulées, - la figure 2 est une vue en élévation de la partie extérieure du coffrage de la figure 1 avant courbure, - la figure 3 est une vue de détail du dispositif de coffrage dans la position à rayon de courbure minimal, - la figure 4 est une vue en perspective partielle avec arrachement de la partie extérieure du disposée tif de coffrage selon l'invention après courbure, - les figures 5 et 5A représentent respectivement les vues simplifiées d'une poutre fixée sur la tôle correspondante et sa déformation après courbure, - la figure 6 représente une vue de dessous des moyens de précontrainte, et - la figure 7 représente une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6. Sur la figure 1, on a représenté les tôles 10 et 12 respectivement intérieure et extérieure, avec un premier et un second jeu de poutres 14 et 16. Sur cette figure, on a également représenté les jeux de passerelles articulées 18. En se reportant à la représentation détaillée de la figure 3, on retrouve les différents éléments qui viennent d'être référencés mais les différentes passerelles ont été supprimées au profit des moyens de réglage 20 du rayon de courbure. En effet, les tôles intérieure 10 et extérieure 12 délimitent un espace libre 22 prévu pour recevoir du béton ainsi que cela est représenté sur cette figure 3. Les jeux de poutres 14 et 16 comprennent des poutres proprement dites 24 de maintien, régulierement espacées suivant des génératrices des tôles courbes 10 et 12. Ces poutres ont une forme en V à pointe tronquée dont les extrémités libres des deux branches 26 et 28 sont fixées par des soudures 30 sur leur tôle respective. Cette fixation s'effectue sur la face extérieure de chacune des deux tôles. A l'extrémité de la pointe tronquée 32 de chacune de ces poutres, à proximité des extrémités supérieure et inférieure de ces poutres, il est prévu deux chapes d'articulation 34, en partie haute et en partie basse. Ainsi que cela est représenté également sur la perspective de la figure 4, ces chapes d'articulation comprennent une lumière oblongue 36 prévue pour recevoir un pion 38 porté par des plaques de liaison 40. Ces plaques de liaison 40 sont des quadrilatères et deux des angles sont munis de tels pions 38, tandis que dans les deux autres angles il est prévu des fixations articulées 42 qui permettent de relier les plaques entre elles. En effet, une plaque 40 est interposée entre deux têtes d'articulation de deux poutres adjacentes et ces plaques sont elles-mêmes reliées entre elles par des moyens 44 de réglage de l'écartement entre les plaques. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur cette figure 3, on constate la présence de six poutres par jeu, régulièrement réparties sur les tôles 10 et 12, chacune des trois paires de poutres étant reliée par une plaque 40 conduisant ainsi à une répartition simple comportant une plaque central, deux plaques extérieures et deux moyens de réglage 44. On constate une parfaite symétrie pour les montages des tôles 10 et 12 aux formes et aux dimensions près des plaques pour tenir compte des encombrements de chacun des éléments, la tôle 10 étant prévue pour être toujours disposée à l'intérieur, tandis que la tôle 12 étant prévue pour être disposée uniquement sur l'extérieur. Aux extrémités des tôles 10 et 12, il est prévu des tirants 46 interposés entre les angles extérieurs latéraux des plaques latérales 40 et les extrémités libres des tôles 10 et 12. Ces tôles 10 et 12 ont, bien entendu, la même épaisseur et sont repliées à leurs extrémités avec une section 48 en C prévue pour recevoir, de façon connue, soit un autre dispositif de coffrage a rayon de courbure réglable, soit simplement un coffrage droit. De façon préférentielle la tôle utilisée est en acier à haute limite élastique et pour donner un ordre de grandeur l'épaisseur est de 3 mm. Le dispositif de coffrage selon l'invention comprend également un gabarit 50 de réglage, visible sur la seule figure 4 afin de ne pas encombrer la lecture des autres vues. Ce gabarit est découpé dans une tôle, avec un rayon de courbure auquel le dispositif de coffrage doit être amené. I1 est donc prévu un gabarit pour chaque rayon. Ce gabarit se fixe sur les poutres, en partie supérieure, pour venir immédiatement au-dessus des t- les, au droit de celles-ci. Sur cette perspective de la figure 4, on a representé en trait discontinu, un dispositif de coffrage adjacent 54. Le dispositif de coffrage ainsi décrit est mis en oeuvre de la façon suivante Connaissant le rayon de coffrage, le professionnel règle les tôles en agissant sur les moyens de réglage 44 qui sont des vérins à vis. Les vérins de la tôle extérieure 12 sont écartés et les vérins de la tôle intérieure sont resserrés. Au fur et & mesure de l'accentuation de la courbure les pions 38 coulissent dans les lumières oblongues et simultanément les branches des poutres se courbent également comme le montrent les figures 5 et 5A. On comprend dès lors que les facettes sont quasi inexistantes et pour le moins imperceptibles à l'oeil. En effet, les branches, bien qu'exerçant un effort sur les tôles, accompagnent la courbure et compte tenu de la répartition régulière de ces poutres cela conduit à une très bonne répartition des efforts, de façon homogène. Les tetes d'articulation ont un effet spécifique très important également puisque la base des poutres peut être désaxée par rapport a leurs positions initiales, ce qui ameliore de façon notable l'orientation des efforts sur les tôles et par conséquent la répartition de ces efforts. Selon un perfectionnement intégré au présent dispositif de coffrage, il est possible de disposer des moyens de précontrainte aux têtes d'articulation. Ces moyens sont représentés sur les figures 6 et 7. Ces moyens comprennent un ressort 56 de compression interposé entre une plaque 40 et l'une des têtes 34 d'articulation associée. Suivant qu'il s'agit de la tôle extérieure ou intérieure, les ressorts de précontrainte sont disposés pour faciliter l'écartement de la tête d'articulation par rapport à la plaque ou inversement pour les rapprocher. En variante on peut également combiner des ressorts de compression et de traction suivant les effets recherchés. Le professionnel commence par régler la plaque médiane puis il affine et complète son réglage à l'aide des deux plaques latérales, ceci pour chacune des tôles. IL agit ensuite sur les tirants d'extrémité pour amener les extrémités des tôles au bon rayon de courbure, dans la continuité. Des entretoises traversantes sont également prévues en partie haute et basse pour reprendre les efforts, ceci de façon connue, associées à des moyens antipoinçonnement. En complément, il est prévu des passerelles articulées qui viennent se fixer sur la partie haute des poutres. Des rails, non représentés sont fixés sur la partie haute des poutres et supportent des passerelles montées coulissantes sur ces rails. Trois passerelles indépendantes sont associées à chacune des tôles, ce qui permet de suivre et de s'adapter aux différents rayons de courbure. Les passerelles d'un même côté se chevauche de façon a ne laisser aucun espace, assurant ainsi une continuité du platelage. Comme ces passerelles sont rigides, il est possible de rapporter des barrières de sécurité à leur périphérie extérieure, formant un garde-corps. Le dispositif de coffrage selon l'invention est simple à mettre en oeuvre, facile a régler et la tôle à haute limite élastique combinée aux têtes d'articulation et aux poutres déformables conduit à des résultats très satisfaisants. Quant à la longévite du dispositif, elle est importante puisque le métal présente une excellente résistance par rapport au bois et même durant les transports, un tel dispositif n'est pas fragile. De plus, le gabarit protège efficacement le dispositif de déversements accidentels de béton. REVENDTCATION8 1. Dispositif de coffrage à rayon de courbure réglable, pour les ouvrages en béton, comprenant une première tôle (10) intérieure et une seconde tôle (12) extérieure solidaires respectivement d'un premier (14) et d'un second (16) jeux de poutres de maintien régulièrement espacées suivant des génératrices, des plaques (40) de liaison reliant entre elles deux poutres adjacentes et des moyens (44) de réglage de l'écartement de ces plaques les unes par rapport aux autres, caractérisé en ce que les plaques (40) comprennent chacune au moins une liaison (34) articulée avec la poutre correspondante. 2. Dispositif de coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque liaison articulée comprend une tête (34) d'articulation solidaire de la poutre (24) correspondante, munie d'une lumière (36) oblongue et un pion (38) solidaire de l'une des extrémités de la plaque en vis a vis, prévu pour coulisser dans cette lumière oblongue. 3. Dispositif de coffrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les poutres (24) ont une section en V à pointe tronquée, dont les branches (26, 28) sont fixées sur les faces extérieures première et seconde tôles suivant des génératrices, la pointe tronquée étant solidaire d'une tête d'articulation, de façon que les branches puissent subir une déformation. 4. Dispositif de coffrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance entre les extrémités des deux branches du V solidaires des tôles est sensiblement égale à la distance séparant deux branches adjacentes de deux poutres successives. 5. Dispositif de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tôle est de faible épaisseur et possède une haute limite élastique. 6. Dispositif de coffrage selon l'une quelconque des revendications 2 å 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de précontrainte (56) interposés entre les têtes (34) d'articulation et les plaques (34) et/ou entre deux têtes d'articulation. 7. Dispositif de coffrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte comprennent des ressorts de compression (56) interposé entre les plaques et les têtes d'articulation pour les poutres extérieures et des ressorts de traction interposés entre les plaques et les têtes d'articulation pour les poutres intérieures. 8. Dispositif de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une gabarit (50) de réglage pour chaque rayon de courbure qui est reçu à la périphérie supérieure de chacune des plaques et qui fait office de protection des poutres, des tôles et des têtes d'articulation contre les déversements accidentels de béton. 9. Dispositif de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tôles (10, 12) comprennent des moyens de liaison avec des éléments de coffrage (54) adjacents, courbes ou rectilignes. 10. Dispositif de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de part et d'autre des tôles, des passerelles (18) de circulation, articulées par rapport aux poutres et articulées entre elles de façon à suivre automatiquement la courbure des dites tôles.