Brevet FR2723424A1 — publié le 19960209

L'invention concerne la réalisation de la connexion entre une poutre ou dalle en béton et un profilé métallique disposé obliquement par rapport à la dalle ou poutre et elle s'applique notamment à la réalisation d'une structure comprenant un treillis en profilés métalliques disposés en diagonale entre des dalles ou poutres en béton et fixé à elles. Dans une telle structure mixte acier-béton, la connexion acierbéton constitue un problème technique majeur, en raison des risques de corrosion. En effet, cette connexion est exposée à l'eau qui s'achemine par capillarité, et à l'air, conséquence de l'allongement des aciers de scellement sous l'effet combiné des efforts de traction et de cisaillement auquel ils sont soumis. La présente invention vise à éviter ces inconvénients. A cette fin, l'invention propose un dispositif de connexion comprenant une platine métallique présentant sur une face une amorce de profilé telle que le profilé métallique puisse être soudé en bout de l'amorce perpendiculairement à ladite face, ladite platine présentant une pluralité de trous taraudés et le dispositif comprenant une pluralité correspondante de barres de scellement, chaque barre ayant une extrémité filetée apte à être introduite par la face opposée dans l'un des dits trous, vissée dans le trou et maintenue par un contre écrou du côté de la face opposée, l'autre extrémité de la barre étant apte à être introduite dans le coffrage de coulée de la poutre ou dalle en béton pour être noyée dans le béton. Dans des réalisations préférées - le profilé est tubulaire et lesdits trous sont formés dans l'espace circonscrit par l'amorce tubulaire; - ladite platine est circulaire - les barres ont été refoulées à froid puis filetées L'invention concerne également un procédé pour réaliser la connexion d'un profilé d'un treillis métallique à un élément en béton au moyen du dispositif précité. Ce procédé comprend les opérations de: - fabrication de la platine avec son amorce, perçage et taraudage des trous de la platine; - boulonnage des barres de scellement sur la platine puis réglage et blocage des barres par les contre-écrous, - soudage du profilé du treillis sur l'amorce de la platine, - mise en place de l'ensemble (platine, barres de scellement et profilé du treillis) dans la cellule de préfabrication de l'élément en béton, cette cellule étant conformée pour que l'élément en béton présente une surface oblique perpendiculaire au profilé du treillis métallique et apte à servir d'appui à la platine, - bétonnage de l'élément en béton, - mise en place d'un cordon d'étanchéité autour de la platine. On décrira ci-après un exemple non limitatif de mise en oeuvre de Pinvention, appliquée à la réalisation d'une structure constituée d'un treillis en tubes métalliques disposés obliquement entre deux poutres en béton et fixés à ces poutres, en référence aux flgures du dessin joint sur lequel: - la fig. 1 est une coupe de la platine avec son amorce; - la flg. 2 est une coupe de la platine de la flg. 1 après perçage et taraudage; - la fig. 3 est une vue en plan de la platine de la flg. 2; - la fig. 4 est une vue partielle d'une barre de scellement; - la fig. 5 est une coupe de la platine dans un plan passant par les axes de deux barres de scellement, - la fig. 6 est un schéma de deux tubes du treillis soudés à deux platines; - la fig. 7 est une vue en coupe agrandie de la zone de soudage d'un tube du treillis et de l'amorce d'une platine; - la fig. 8 est un schéma en coupe de deux tubes du treillis et des platines correspondantes mises en place dans la cellule de préfabrication des poutres en béton de la structure; - la fig. 9 est une vue de détail relative à la réalisation d'un cordon d'étanchéité autour d'une platine; - la fig. 10 est un schéma en coupe d'une connexion réalisée selon l'invention, et - la fig. 11 est un schéma partiel de la structure constituant l'une des applications de l'invention. Selon l'invention, le dispositif pour réaliser la connexion de l'extrémité d'un tube oblique D en acier du treillis et d'une poutre en béton comprend (flgs. 10,11): - une platine circulaire (1) forgée ou moulée, venue de fabrication avec une amorce de tube (2), et percée de trous taraudés (3) pour vissage de barres de scellement (4); - des barres de scellement (4) à tête refoulée et filetée - des contre-écrous (5) de réglage et blocage des barres filetées - un cordon de soudure (6) contrôlable et renforçable (contrôle radiographique à 100 %); - un cordon d'étanchéité (7) qui empêche l'infiltration des eaux par capillarité. Le forgeage ou le moulage de la platine avec son amorce évite l'arrachement et le feuilletage de la platine. L'amorce de la platine présente de nombreux avantages techniques - éviter de souder le tube diagonal du treillis directement sur le plat de la platine, et donc éviter de fragiliser la texture de la platine, et de déformer sa géométrie; - éviter les contraintes parasites dans la soudure, dues à la grande différence d'épaisseur des deux pièces assemblées; - mettre la soudure hors de la zone de flexion locale et exposée (aux eaux de condensation) en pied de diagonale; - rendre contrôlable la soudure; - l'orientation de la platine, perpendiculaire au tube du treillis, évite les cisaillements des aciers de scellement, et par suite les risques de glissement des faces de contact platine-béton; - l'implantation des aciers de scellement à l'intérieur du tube du treillis dans un espace protégé; - la forme circulaire de la platine et son inclinaison facilitent l'écoulement des eaux de condensation en pied du tube du treillis et de la platine. Pour mettre en oeuvre ce dispositif, on réalise les opérations suivantes - on fabrique, par forgeage ou par moulage, la platine de répartition (1) en acier avec sur une face (la) l'amorce (2) de tube (fig. 1), l'amorce est de préférence meulée en biais (ref. 2a sur fig. 2) pour le soudage ultérieur du tube du treillis; - on perce cette platine d'une série de trous taraudés (3) implantés près du parement intérieur de l'amorce (figes. 2 et 3); - on visse dans ces trous les têtes 4a de barres de scellement (4) qui seront réglées et bloquées par les contre-écrous 5 (fig. 5) - on soude sur l'amorce (2) une extrémité d'un tube diagonal D du treillis, ce soudage pouvant être effectué dans de bonnes conditions sur la platine (figes. 6, 7). La connexion du tube D au béton de la poutre P sera donc assurée, d'une part par la soudure (6) contrôlable, et d'autre part, par le boulonnage (5) protégé. La platine, qu'elle soit en position haute ou basse, est toujours soudée perpendiculairement au tube du treillis, pour que les soudures et les flletages assurant les connexions soient sollicités uniquement aux efforts normaux (traction ou compression). - on équipe de façon similaire les différents tubes qui composent le treillis et, on met en place les ensembles (platines, barres de scellement et tubes) dans la cellule E de préfabrication des poutres en béton P (fig 8), le coffrage étant réalisé en sorte que les platines soient correctement situées - on coule le béton et on le laisse durcir. Pour empêcher l'infiltration d'eau par capillarité, on met en place le cordon d'étanchéité (7) qui ceinture complètement la platine au niveau de son contact avec le béton (fig. 9). L'invention est utile dans un large domaine d'applications et notamment pour la réalisation de - tabliers des ponts (autoroutiers ou ferroviaires), - couvertures, par exemple de parc de stationnement de hangar ou de stade, - pontons et plates-formes en mer. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour réaliser la connexion et d'une dalle ou poutre (P) en béton et d'un profilé métallique disposé obliquement par rapport à la dalle ou poutre en béton et fixé à elle, ce dispositif comprenant une platine métallique (1) présentant sur une face (la) une amorce de profilé (2) telle que le profilé (D) puisse être soudé en bout de l'amorce perpendiculairement à ladite face, ladite platine (1) présentant une pluralité de trous taraudés (3) et le dispositif comprenant une pluralité correspondante de barres de scellement (4), chaque barre ayant une extrémité (4a) filetée apte à être introduite par la face opposée (lb) dans l'un des dits trous, vissée dans le trou et maintenue par un contre-écrou (5) du côté de la face opposée (lb), l'autre extrémité de la barre (4b) étant apte à être introduite dans le coffrage de coulée de la poutre ou dalle en béton pour être noyée dans le béton. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le profilé (D) est tubulaire et lesdits trous (3) sont formés dans l'espace circonscrit par l'amorce de tube (2). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite platine (1) est circulaire. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les barres (4) ont été refoulées à froid puis filetées. 5. Procédé pour réaliser la connexion d'un profllé métallique (D) d'un treillis et d'une dalle ou poutre (P) en béton d'une structure comprenant un treillis en profilés métalliques disposés obliquement entre des dalles ou poutres en béton et fixé à elles, au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de: - fabrication par forgeage ou moulage de la platine (I) avec l'amorce de profilé (2), perçage et taraudage des trous (3) de la platine; - vissage des barres de scellement (4) sur la platine puis réglage et blocage des barres par les contre-écrous (5); - soudage (6) du profilé métallique (D) du treillis sur l'amorce (2) de la platine (1), - mise en place des ensembles (platines, barres de scellement et profilés métalliques) dans la cellule de préfabrication de la ou des poutres ou dalles en béton, cette cellule étant conformée pour que l'élément en béton présente des surfaces obliques perpendiculaires aux profilés de l'ossature métallique et aptes à servir d'appuis aux platines. - bétonnage de l'élément en béton, - mise en place de cordons d'étanchéité (7) autour des platines. 6. Les connexions, réalisées au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, et /ou par la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 5. 7. Les structures mixtes acier-béton comportant un treillis en profilés métalliques disposés obliquement entre deux dalles ou poutres en béton, les profilés étant fixés aux dalles ou poutres par des connexions telles que déflnies dans l'une des revendications 1 à 4.