Brevet FR2742798A1 — publié le 19970627

Dans l'état actuel de la technique, le coffrtiq' de galerie, de ponts en bètor ormé ou autre de section rectanguluir-e ou carré, voûte sur piedr-oits, se fait par troncon, à l'aide de banches métalliques pour les piedr-oits et par coffraqes sur étais pour la dalle superieure ou la voute; ces opérations se fiis Ce coffrage peut également se faire, par troncon, avec un système de coffrage pour un gabarit donné, comportant le coffrage interne des piedroits celui de la dalle superieure ou de la voûte les parois externes étant alors banchées, étant bien entendu que ce type de coffrage est spécifique à une section de galerie particulière et de fait ne peut être réutilisé normalement à nouveau pour la construction de galerie ou pont de dimensions diffèrentes La présente invention a pour but la réalisation de galerie ou pont en béton armé de section, de forme et de dimensions quel~ conque à l'aide d'un meme coffrage tunnel concuct amènagé à cet effet, toujours par troncon dans le sens de la longueur ; dispositif qui conduira å de sérieuses économies de coffrage quant à son amour tissement car avec la même unité il sera possible d'édifier des ouvrages de forme et de dimensions différentes I1 est donc sûr que cette in vention conduira à une réduction du cout de la construction et de part la simplicité du dispositif à un gain de temps important d'éxècution et offre l'avantage de couler pratiquement en continu les différents tronçons d'ouvrages dans le cas de section voute sur piedroits et des piedroits dans les autres cas ( cadres ....etc ) Le coffrage tunnel pluriforme et multidimensionnel pour la construction de galerie, pont en béton armé ou autre objet de la présente invention, se mettant en place sur la partie inferieure de l'édifice préalablement réalisé sur tout ou partie de l'ouvrage va être decrit plus en détail, ainsi que son principe de fonctions ement, en se rapportant, à titre d'exemple, à la construction d' un corps de galerie ou de pont en béton armé,, de section voute sur piedroits et illustrée par les figures 1,2,3,5 et 6, la figure 4 representant la coupe transversale d' un pont cadre - La figure 1 est une coupe transversale de la galerie de section courbe au dessus des naissances et rectangulaire eri dessous coffrée La figure 2 est une coupe horizontale dela galerie ou du pont au niveau des naissances coffrée La figure 3 est une coupe verticale longitudinale dans l'axe de ouvrage coffre La figure 4 est une coupe transversale d'une galerie ou pont dont la courbure de la voute est égale à l'infini, soit coupe il a ete precèdemment dit du type cadre La figure 5 est une coupe trans versale du coffrage representant une variante du precedent representé sur les figures 1, 2 et 3 La figure 6 est une coupe axiale longitudinale de ce meme coffrag Ce coffrage objet de l'invention comporte par tronpon Une unité centrale ou chassis - montée sur roues et verins (5) composée de cadres (2) pouvant dans le cas de tunnel ou pont être surmontés de triangles ou autre en profilés, en section transversale, reliés entre eux logitudinalement par des profilés (3), les différents éléments de constitution des cadres et triangles ou autre, profils longitudinaux étant de dimensions variables et réglables en .longueur pouvant s'allonger et/ou se raccourcir à la demande et contreventés par des barres en croix de Saint André (10) Des étais métalliques télescopiques réglables (4), verins ou tout autre dispositifs réglables, prenant appuis par des moyens ( boulons, colliers, ..etc , sur les montants tant horizontaux que verticaux de l'unité centrale ou chassis (1) et recevant par des moyens tels que boulons à leur extrémités des profilés long -itudinaux (6) et des barres toujours réglables en longueur, dites dc triangulation (14) se fixant sur les étais (4) ou sur les montants des cadres Une peau coffrante (11) en tôle d'acier ou autre se fixant sur les profilés (6) constituant le coffrage de la partie en interne de l'ouvrage. De coffrages frontaux annulaires(l3) et découpés au gabarit de la section, ou constitués par empilage de profilés plats flexibles épousant ansi la courbure de l'intrados évitant le coffrage spécifique, se fixant sur les profilés (6) en aval et en amont du troncon de coffrage sur la peau (11) Une peau coffrante(12) en tôle d'acier ou autre constituant le coffrage externe de l'ouvrage et renforcée par des profilés longitudinaux(7) prend appui sur les coffrages (13) elle présente partie haute une lumière (15) pour le coulage du béton Des tiges filetées (20) à pas rapide ou similaire fixant le coffrage externe (12) au coffrage interne (11) au droit des profilés (6) et (?) permettant un démontage et remontage rapide des dits coffrages en emprisonnant les coffrages frontaux (13) Pour l'execution de galerie, pont en béton armé oii autre avec un tel dispositif, il suffit donc do procède par troncon d'ouvrage et suivant la méthode suivante Coulage de la traverse inferieure (0) sur tout ou partie de la longueur en laissant depasser les armatures43e reprise des piedroits. au dessus de l'amorce bétonnée de ceux cit4a) Mise en place sur la dalle précitée de l'unité centrale aux cotes exigées à la main ou à la grue et fixation des éléments étais télescopiques tirants poussants ou autre dispositifs et réglage de leur longueur aux cotes. Mise en place des éléments profiles longitudinaux (6) et de la peau coffrante (11) sur les profilés (6) et fixation Mise en place des croix de st André et des dispositifs de securité ainsi que divers profilés complémentaires notamment des barres de triangulations (14) Apres verification du gabarit obtenu par les profilés (6) fixation de la peau coffrante (11) aux cotes de la section interieure Mise en place de coffrages frontaux annulaires d'extemités de troncon (13) , Mise en place dans le corps de voute légèrement avant le coffrage (13) amont de tubes PVC destinés à contenir les tiges filetées (20) pour permettre d'assurer leur passage dans 1' éxècution du prochain tronçon, le coffrage frontal amont (13) étant ensuite supprimé Mise en place du ferraillage de la voute et de ses piedroits par éléments préfabriqués. Mise en place de la peau coffrante (.12)du pa rement exterieur et de ses renforts (7) eet ce sur une hauteur de 2 m 50 Coulage du béton de cette partie par pervibration Continuation ainsi jusqu'au sommet de voute en coffrant et coulant ,le coulage de la zone de clef de voûte se faisant par la trappe ( 15 Aprés durcissement du béton, il est possible de procèder au devissage des tiges filetées (20) d'une quantité suffisante pour permettre l'abaissement par ses verins de l'unité centrale pour autoriser le décoffrage de la peau coffrante (11) et le déplacement de l'ensemble sur les roues (5), le coffrage (13) aval est retiré par la suite le béton dêja coulé servant de coffrage Abaissement et retrecissement du coffrage interne pour son déplacement longitudinal dans ce mouvement le coffrage exterieur du corps doit glisser sur la Paroi externe Déplacement grace aux roues de l'ensemble des coffras internesexterneset annulaire amont Dour l'exécution d'autre tronçon le coffrage annulaire aval (1:i) Douvant. etre suDDrim é, les coffrages externes s'appuyant sur le béton durci . Déplacement obtenu par de l'unité centrale manuellement ou mecalwiquement Remise en place du coffrage tunnel et ainsi de suite jusqu' à l'achevement de 1'édifice. Démontage des matériels, ces opérations pouvant se faire Manuellement ou mécaniquement à l'aide de petite grue. Dans l'utilisation du coffrage tunnel précité pour la réalisation de galerie, pont du typesscadre, les étais tirants poussants qui etaient destinés à l'execution de la voûte sont suipprimés, le reste des opérations demeure inchangé, les profilés de soutien de la peau coffrante sont orthogonaux à l'axe longitudinal de 1' ouvrage et restent sur étais aprés déplacement du tronçon coffrant, à noter qu'ils sont au moment du coffrage légèrement encastrés dans les piedroits, ce qui leur assure leurs appuis en rive et permet leur maintient au moment du déplacement de l'unité de support et reposent Immédiatement après sur les étais précités qui resteront avec la peau coffrante et ses profilés jusqu'au durciss~ ement du béton. ils seront retiré aprés Suivant cette methode seuls ces éléments restent pour un temps trés court immobilisés La figure 4 montre une coupe transversale d'un tronçon de coffrage tunnel d'une galerie ou pont avec en detail son coffrage objet de l'invention En ce qui concerne la manutention et la manipulation du coffr~ age tunnel multidimensionnel et pluriforme objet de I'invention it est possible de remplacer les étais ou les dispositifs allongeables et ou raccourcissables par des verins hydrauliques, pouvant être asservis par ordinateur I1 en est de même pour 1' unité centrale dont les profilés peuvent étre montés en conjugaison avec les verins, toujours asservis par ordinateur, afin de la rendre facilement adaptable à la géomètrie de toutes les sections des galeries et des ponts en béton armé ou précontraint ou autre D'autre part les roues de l'unité centrale pourront reposer sur des rails De nombreuses variantes peuvent etre apportées aux dispositions et au méthodes de fonctionnement du coffrage tunnel multiforme et pluridimensionnel objet de la présente invention, sans pour autant sortir de son cadre, par exemple, figures 5 et 6 qui sont respec vivement, une coupe transversale ct une coupe cn pLan de la galerie ou pont précèdemment, decrite En ce qui concerne la peau coffrante 11, en tôle ou autre mater iaux , qui au lieu d'être maintenue de loin en loin, par des profilés longitudinaux 6 est fixée directement, sur les profilés transversaux 17 épousants rigoureusement le gabarit de la section interne de 1' ouvrage ; ceux-ci recevant directement, pour la partie en voute, les têtes d'étais 4 qui s'y fixent et la partie piedroits recevant de profilés othogonaux 18 sur les quels se fixent les têtes d' étais 4 ceci ayant l'avantage de regidifier les parties coffrantes à savoir la peau 11 En ce qui concerne le repos des pieds d'étais sur l'élément profilé superieur l des cadres 2 , il peut etre prévu une pièce demi circulaire ou polygonale, percée de trous , fixées sur les dits éléments superieurs 1 de cadres 2 sur les quels elle se boulonne Ils est possible de remplacer, les étais métalliques télescopiques tirant- poussant par des profilés percés sur leur axe neutre qui par moisage avec d'autres profilés identiques, seront boulonnés aux trous correpondants à des cotes déterminées par section Disposition étant celle qui peut etre adopter pour le réglage des composants horizontaux 1 et verticaux 1 ainsi que pour les élements longitudinaux 3 de l'unité centrale Pour ce qui est du coffrage interne de la voûte précèdemment decrits dans la variante, des profilés longitudinaux 8 peuvent être également placés entre les profilés transveraux 17 et les étais télescopiques 4 s'y fixant, , tous les deux ou trois profilés tran versaux 17 ceci permettant d'espacer les cadres 2 et les étais Selon une autre variante de l'invention, il est également possible de monter le coffrage de la partie voûte à l'avance pour des ouvrages à grande répètition, et limiter leur longueur au gabarit routier I1 est donc souhaitable que les unités centrales soient égal ement, sur deux fois la longueur de troncons des voûtes et leur longueur et hauteur limitées au gabarit routier pour assurer leur trans port sur chantier, il suffira de les régler à la bonne largeur et la bonne hauteur. Avec cette solution il sera possible d'intervenir trés vite du fait du prémontageen atelier, de gagner du temps et d'abaisser d'une manière trés sensible le cout de l'ouvrage La mise en place de ces composants se faisant avec une grue sur camion Il est à rappeler que le terme voute ici designe toutes sortes de voutes : demi cercle , éllipses, anse de panier, ogive , arc plein arc de parabole, arc d'hyperbole ,., etc Selon une autre variante de l'invention, l'unité centrale sera concentrée en périphèrie de la partie interne de la galerie ou du pont c'est à dire que les traverses inferieures 1 de cadres 2 seront supprimées, ou retroussées et les montants 1 renforcés par des barres obliques reportant les charges sur les verrins ; ceci permettant de dégager un gabarit de ciculation longitudinale sur la dalle inferieure de 1 'ouvrage Bien que seul le termer beton arme a été employé pour définir le matèriau de composition des ouvrages exècutés avec les coffrages objet l'invention précitée, il peut être en béton ptécontraint ou autre matèriau se coulant et se solidifiant REVEND CATIONS 1 Coffrage tunnel pour l'éxécution de galerie ou de pont en béton armé ou précontraint, ou autre materiaux, déplacable sur roues et calable sur verins, caractérisé en ce qu'il est multiforme et et multidimentionnel, tant en section transversale que longitudi -nale, s'adaptant à toute section d'ouvrage de forme ou de dimen -sions quelconques, et qu'il comporte par tronpon : Une unité centrale ou chassis (I) montée sur roues et verins (5) composée de cadres (2) pouvant dans le cas de tunnel ou pontvouté etresurmontés de triangles ou autre en profilés, en section transversale, reliés entre eux logitudinalement par des profilés (3), les differents éléments de constitution des cadres et triangles ou autre, profils longitudinaux etant de dimensions variables et réglables en longueur pouvant s'allonger et/ou se raccourcir à la demande et contreventés par des barres en croix de Saint André (10) Des étais métalliques télescopiques réglables (4), verins ou tout autre dispositifs réglables, prenant appuis par des moyens ( boulons, colliers, ..etc , sur les montants tant horizontaux que verticaux de l'unité centrale ou chassis (1) et recevant par des moyens tels que boulons à leur extrémités des profilés long -itudinaux (6) et des barres toujours réglables cn longueur, dites de triangulation (14) se fixant sur les étais (4) ou sur les montants des cadres Une peau coffrante (11) en tole d'acier ou autre se fixant sur les profilés (6) constituant le coffrage de la partie interne de l'ouvrage De coffrages frontaux annulaires(l3) et découpés au gabarit de la section, ou constitués par empilage de profilés plats flexibles épousant ainsi la courbure de l'intrados évitant le coffrage spécifique, se fixant sur les profilés (6) en aval et en amont du troncon de coffrage sur la peau (11) Une peau coffrante(12) en tôle d'acier ou autre constituant le coffrage externe de l'ouvrage et renforcée par des profilés longitudinaux(7) prend appui sur les coffrages (13) elle présente en partie haute une lumiere (15) pour le coulage du béton Des tiges filetées (20) à pas rapide ou similaire fixant le coffrage externe (12) au coffrage interne (11) au droit des profilés (6) et (7) permettant un démontage et remontage rapide des dits coffrages eri emprisonnant les coffrages frontaux (13) 2 Coffrage tunnel selon la revendication 1 caractérisé en ce que sont placés entre les profilés (6) et la peau coffrante(ll) des profilés (17) épousant parfaitement la géomètrie transversale de la section afin de raidir au mieux l'ensemble de la dite peau, ainsi qu'entre les profilés (7) et la peau coffrante externe(12) si besoin est . 3 C.offrage tunnel selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les étais métalliques tirants poussants sont en partie ou en totalité remplacés par des profilés fermés du type télescopique réglable ou par des profilés ouverts présentant des trous en leur axe neutre permettant par moi sage et boulonnage en des endroits préyis d'être rêqlés à des longueurs voulues ; ces dispositions peuvent etre adoptées pour les éléments de l'unité centrale . 4 Coffrage tunnel selon les revendications précédentes, caracté -risé en ce que l'unité centrale est excentrée en périphèrie de la partie interne de la galerie ou du pont et que les traverses horizontales basses sont supprimées ou retroussées et confortées par des éléments obliques reliant les traverses superieures aux montants verticaux recevant les verins et les roues (5) afin de dégager en cours de travaux un gabarit de circulation longitudinale 5 Coffrage tunnel selon l'une des revendications de 1 à 4 caractérisé en ce que les étais métalliques ou les dispositifs allongeables et/ou raccourcissables sont remplacés par des verins hydrauliques 6 Coffrage tunnel selon l'une des revendications 1 2 3 4 5 caractérise en ce que la géomètie de la section est assurée par verins asservis par ordinateurs 7 Coffrage tui'IIi salon 1 une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est placé entre les profilés (17) et les étais ou profilés (4) des profilés longitudinaux (18) afin d'espacer ces étais télescopiques et les cadres (2) 8 Procèdé de construction de paroi de galerie oii oont en béton ou précontraint ou autre mettant en oeuvre le cotfrage twiiaÂ conforme à l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il consiste à procèder par tronçon d'ouvrage de l'aval de l'ouvrage vers son amont Coulage de la traverse inferieure (0) sur tout ou partie de la longueur en laissant depasser les armatures de reprise des piedroits au dessus de l'amorce bétonnée de ceux ci(40) Mise en place sur la dalle précitée de l'unité centrale aux cotes exigées à la main ou à la grue et fixation des éléments étais télescopiques tirants poussants ou autre dispositifs et réglage de leur longueur aux cotes Mise en place des éléments profiles longitudinaux (6) et de la peau coffrante (I1) sur les profilés (6) et fixation Mise en place des croix de st André et des dispositifs de securité ainsi que divers profilés complémentaires notamment des barres de triangulations (14) Apres verification du gabarit obtenu par les profilés (6) fixation de la peau coffrante (11) aux cotes de la section interieure Mise en place de coffrages frontaux annulaires d'extrémités de troncon (13) Mise en place dans le corps de voute légèrement avant le coffrage (13) amont de tubes PVC destinés à contenir les tiges filetées (20) pour permettre d'assurer leur passage dans 1' éxècution du prochain troncon, le coffrage frontal amont (13) étant ensuite supprimé. Mise en place du ferraillage de la voûte et de ses piedroits par éléments préfabriqués Mise en place de la peau coffrante (12)du parement exterieur et de ses renforts (7) eet ce sur une hauteur de 2 m 50 Coulage du béton de cette partie par pervibration. Continuation ainsi jusqu'au sommet de voûte en coffrant et coulant , le coulage de la zone de clef de voûte se faisant par la trappe (15) Après durcissement du béton, il est possible de procèder au devissage des tiges filetées (20) d'une quantité suffisante pour permettre l'abaissement par ses verins de l'unité centrale pour autoriser le décoffrage de la peau coffrante (11) et le déplacement de l'ensemble sur les roues (5), le coffrage (13) aval est retiré par la suite le béton dèja coulé servant de coffrage. Abaissement et retrecissement du coffrage interne pour son déplacement longltudlnal aans ce mouvement le coffrage exterieur du corps doit plisser sur 1 r)r7rOj externe Déplacement grace aux rots de l'ensemble des coffraaes internesexterns et annulaire amont Doler l'exécution d'autre troncon le coffrage annulaire aval (13 DnIivanr. etre suDDrim;.é, les coffrages externes s'appuyant sur le béton durci . DéD1acement obtenu par de l'unité centrale manuellement ou mécaniquement Remise en place du coffrage tunnel et ainsi de suite jusqu'à l'achèvement de l'édifice Démontage des materiels, ces opérations Douvant se faire manuellement ou mécaniquement à l'aide de petite grue 9 Procèdé de construction de paroi de galerie et de pont selon la revendication 8 , caractérisé en ce que par tronçon l'unité centrale (1), les coffrages internes (11) et externe (12) sont montés en atelier, ceci afin de gagner du temps à la mise en place sur le site. 10 Application du procédé de construction selon la revendication 8 caractérisé en ce que dans le cas de galerie et pont cadre, les étais ou autre dispositions qui sont destinées à la voute sont supprimés et que les profilés (6) sont légèrement encastrés dans dans les parois verticales, car lors du deplacement de l'unité centrale, ils restent en place avec la peau coffrante (11) afin d'assurer le maintien du béton jusqu'au durcissement. 11 Procèdé de construction de paroi de galerie et de pont selon les revendications 8 et 9 caractériséen ce que les roues de l'unit centrale reposent sur des rails