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PROCEDE DE REALISATION D'UNE VOUTE
PIECE D'APPUI ET DEMI-COQUILLE POUR LA REALISATION
DE LA VOUTE
L'invention concerne la réalisation d'ouvrages en voûte tels que les passages
inférieurs, ou supérieurs, de routes et d'autoroutes et autres constructions
analogues.
io Le document SAMFLO FR 2 751 675 enseigne un procédé de réalisation
d'une voûte dans lequel on met en place deux demi-coquilles, pourvues d'un
becquet et de femzres d'appui, sur des semelles filantes confectionnées sur
place. On met ensuite en appui les deux demi-coquilles l'une sur l'autre, par
l'intermédiaire des ferrures, et on coule un clavage de continuité entre les
is bords supérieurs des deux demi-coquilles, sur les becquets, afin de
confectionner une clé de voûte assurant une solidarisation transversale de
continuité des demi-coquilles.
Les ferrures, qui assurent l'appui des demi-coquilles l'une sur l'autre avant
ao clavage, sont noyées dans le béton et donc perdues. Or, ces femu-es
représentent quelques pour-cent du coût de réalisation d'une voûte. La
demanderesse a donc cherché à réduire le coût induit par ces ferrures.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une voûte dans
2s lequel on met en appui au moins deux demi-coquilles l'une sur l'autre par
l'intermédiaire d'au moins deux pièces d'appui que l'on apparie et, chaque
demi-coquille comprenant un bord supérieur et un becquet de fond, on coule
un matériau de clavage entre lesdits bords supérieurs, sur le fond constitué
des becquets, pour assurer une solidarisation transversale de continuité des
3o demi-coquilles, procédé caractérisé par le fait qu'on fixe chaque pièce
d'appui sur une demi-coquille de façon amovible, on met en appui provisoire
les deux demi-coquilles par leur pièce d'appui sans mettre en appui leurs
becquets de fond, et, après coulage du matériau de clavage pour procéder à
un transfert d'efforts des pièces d'appui sur les demi-coquilles, on retire
les
3s pièces d'appui.
Grâce à l'invention, les ferrures d'appui peuvent être réutilisées
ultérieurement pour la réalisation d'une nouvelle voûte.
4o Par FR 2 723 116 (PREFAC), on connaissait un procédé de réalisation d'une
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voûte, à l'aide d'au moins deux demi-coquilles comportant chacune un
becquet de fond, dans lequel on met en appui les deux demi-coquilles,
becquet contre becquet, avec interposition d'un plot compressible, et, pour
éviter tout échappement relatif des deux demi-coquilles et ainsi sécuriser
s l'appui, on relie les deux becquets à l'aide d'une plaque métallique que
l'on
fixe aux faces inférieures des becquets. La plaque est mise en place après le
plot et, par conséquent, après la compression de celui-ci et la mise en appui
des demi-coquilles. Il en résulte qu'elle ne participe pas à la mise en appui
des demi-coquilles. On coule ensuite du béton sur les becquets de fond,
Io entre les deux demi-coquilles, afin de réaliser une longrine de clavage.
Dans l'invention PREFAC, le plot et la plaque sont normalement amovibles.
Cependant, le plot étant comprimé entre les deux demi-coquilles, il s'avère
impossible de le retirer ultérieurement. Or, si le plot est intercalé entre
les
is becquets, ce sont ces derniers qui supportent l'effort d'appui des deux
demi-
coquilles l'une sur l'autre, même après coulage du béton de clavage, et non
pas la longrine de clavage. Il en résulte que la voûte ainsi réalisée est
exposée à une usure prématurée.
2o Dans l'invention SAMFLO {FR 2 751 675), il n'y a pas davantage de
transfert de l'effort d'appui des femzres sur la clé de voûte. En effet, les
ferrures, noyées dans le béton, assurent la mise appui des demi-coquilles
non seulement avant coulage du béton mais également après coulage.
2s Dans la présente invention, grâce au retrait des pièces d'appui, on assure
de
façon certaine un transfert d'efforts des pièces d'appui sur les demi-
coquilles.
On peut disposer les pièces d'appui au moins en partie au-dessus des demi-
coquilles ou au moins en partie en-dessous des demi-coquilles.
Dans l'art antérieur, les ferrures encombraient l'espace entre les deux demi-
coquilles et gênaient par conséquent la pose de ferraillages de continuité.
Grâce à l'invention, on supprime également cet inconvénient.
3s Dans un mode de réalisation particulier, on met bout à bout sur deux
rangées
longitudinales deux pluralités de demi-coquilles et on met en appui chaque
demi-coquille de l'une des rangées sur une demi-coquille de l'autre rangée,
par l'intermédiaire d'au moins deux pièces d'appui, respectivement mâle et
femelle, que l'on apparie pour que les pièces d'appui d'un des deux genres
4o supportent les pièces d'appui de l'autre genre.
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s
io
Grâce à cela, les points d'appui des demi-coquilles l'une sur l'autre sont
tous
au même niveau, ce qui assure une plus grande stabilité de la voûte et un
aspect en sous face parfaitement continu.
L'invention concerne également une pièce d'appui pour la mise en appui des
demi-coquilles de la voûte réalisée selon le procédé ci-dessus, comprenant
un bras d'appui transversal, caractérisée par le fait qu'elle comporte des
moyens de fixation amovible sensiblement orthogonaux au bras transversal.
L'invention concerne encore une demi-coquille pour la réalisation de la
voûte selon le procédé ci-dessus, caractérisé par le fait qu'elle comporte des
moyens de réception de pièce d'appui.
is L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une
voûte, du procédé de réalisation de la voûte, de demi-coquilles de la voûte,
de pièces d'appui pour la réalisation de la voûte, en référence au dessin
annexé sur lequel:
20 - la figure 1 représente une vue en perpective de la voûte, après retrait
des
pièces d'appui, selon une forme de réalisation particulière;
- la figure 2 représente une vue de dessus de la voûte de la figure l, avant
retrait des pièces d'appui;
- la figure 3 représente une vue latérale de deux pièces d'appui appariées de
la figure 2 et
- la figure 4 représente une vue latérale de deux pièces d'appui appariées,
3o selon une variante de réalisation.
La voûte représentée sur la figure 1 est prévue pour la réalisation d'un
passage inférieur sous remblai et comprend deux rangées longitudinales 10,
11 de demi-coquilles préfabriquées 1-8, ici en béton, disposées bout à bout,
3s de part et d'autre d'un plan longitudinal vertical médian P, et
solidarisées
transversalement par une clé de voûte 9. Deux semelles d'appui 12, 13,
parallèles, supportent les deux rangées longitudinales de demi-coquilles 10.
La voûte comprend quatre demi-coquilles d'extrémité 1, 2, 7, 8 (deux à
4o chaque extrémité) et ici quatre demi-coquilles intermédiaires 3-6, situées
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entre les demi-coquilles d'extrémité 1, 2, 7, 8. Les deux demi-coquilles
d'extrémité 1 et 8 ont une largeur 1 égale à la moitié de la largeur L des
autre
demi-coquilles 2-7. Les demi-coquilles 3, 5 et 7 de la rangée 10 sont
décalées d'une demi-largeur 1 de demi-coquille, dans le sens longitudinal, par
s rapport aux demi-coquilles 2, 4 et 6 de l'autre rangée 11. Les demi-
coquilles
1-8 de la voûte sont ainsi disposées en quinconce. On notera que la largeur
d'une demi-coquille s'entend de la dimension de cette demi-coquille dans le
sens longitudinal de la voûte.
io Lors de la réalisation de la voûte (figure 2), chaque demi-coquille de
l'une
des rangées longitudinales 10 (11) est mise en appui sur une demi-coquille
de l'autre rangée longitudinale 11 (10) par l'intermédiaire de deux pièces
d'appui, ou "ferrures d'appui", provisoires 30, 50, respectivement mâle et
femelle, que l'on apparie. La figure 3 représente deux pièces d'appui
is appariées 30, 50 par l'intermédiaire desquelles la demi-coquille 2 est en
appui sur la demi-coquille 1.
Les demi-coquilles 2-7 de longueur L sont toutes identiques. Par souci de
clarté, seule la demi-coquille 2 va maintenant être décrite.
La demi-coquille 2, constituant une portion de paroi de la voûte, comprend
un bord inférieur d'appui 20 et un bord supérieur 21 sensiblement vertical en
position fonctionnelle. Un becquet 22, formant paroi de fond pour le coulage
du clavage comme cela sera explicité plus loin, prolonge sensiblement
2s orthogonalement le bord supérieur 21, et s'étend dans le prolongement de la
face inférieure de la demi-coquille 2.
La demi-coquille 2 comporte en outre deux sabots, ou fourreaux, externes
23 de réception d'une pièce d'appui, fixés au bord supérieur 21 de la demi-
3o coquille et disposés sensiblement au quart et au trois-quarts de la largeur
de
la demi-coquille respectivement. Chaque sabot 23 consiste en un tube, ou
fourreau, de section carrée, comportant une ouverture supérieure 24 de
passage d'un pied de fixation de la pièce d'appui, l'ouverture 24 s'étendant
dans le plan de la face supérieure de la demi-coquille 2. Le sabot 23 est
3s plaqué contre le bord supérieur 21, par l'une de ses faces latérales, et
fixé à
la demi-coquille 2 à l'aide d'une tige filetée d'ancrage 26 et d'un écrou 25
vissé sur la tige 26.
Les demi-coquilles d'extrémité 1 et 8, de longueur l, sont analogues à la
4o demi-coquille 2 décrite ci-dessus, à la différence près qu'elles ne
comportent
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qlz'un unique sabot externe de réception d'un pied de fixation de pièce
d'appui, disposé sensiblement à la moitié de la largeur de la demi-coquille.
Les pièces d'appui femelles 30 comprennent un bras d'appui transversal 31
s et un pied de fixation amovible 32.
Par le terme "transversal", on entend qualifier ce qui s'étend
orthogonalement à un plan vertical s'étendant dans la direction longitudinale
de la voûte.
io
Le bras d'appui transversal 31 comprend un tube externe 34 de section
carrée, ouvert à l'une de ses extrémités par une ouverture 35, et un tube
interne 36 monté coulissant dans le tube externe 34 et pourvu, à l'une de ses
extrémités, d'une tête d'appui femelle 33 faisant saillie hors du tube externe
is 34 par l'ouverture 35. La tête d'appui 33 est concave et ménage une cavité
de réception d'une tête d'appui mâle convexe 53.
Le tube interne 36 et le tube externe 34 sont reliés l'un à l'autre par une
tige
filetée transversale 37 fixée à la paroi de fond du tube interne 36 opposée à
Zo la tête d'appui 33, par un système de fixation 39, et s'étendant à travers
la
paroi de fond du tube externe 34, opposée à l'ouverture 35. Un écrou 38 est
monté sur la portion de la tige filetée 37 faisant saillie hors du tube
externe
34 et soudé à la paroi de fond du tube externe 34. Le bras d'appui 31,
télescopique, est ainsi réglable en longueur, par vissage et dévissage de la
as tige 37.
Le pied de fixation amovible 32, solidaire du bras d'appui transversal 31, est
orthogonal à celui-ci et soutenu par des raidisseurs 40, 41. Le pied de
fixation 32, destiné à être emboîté, de façon amovible, dans un sabot externe
3o de réception de demi-coquille, présente une section carrée, de dimensions
sensiblement égales à celles de la section intérieure du sabot.
Les pièces d'appui mâles 50 ne diffèrent des pièces d'appui femelles 30 que
par le fait qu'elles comprennent, à la place de la tête d'appui femelle 33,
une
3s tête d'appui mâle 53 de forme convexe.
Les formes respectivement concave et convexe, de la tête d'appui 33 d'une
pièce d'appui femelle 30 et de la tête d'appui 53 d'une pièce d'appui mâle 50,
sont telles qu'elles assurent un support vertical et horizontal de l'une des
4o pièces d'appui 30 (50) par l'autre pièce d'appui 50 (30), après appariement
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des deux pièces 30, 50 par introduction de la tête d'appui mâle 53 dans la
tête d'appui femelle 33.
Le procédé de réalisation de la voûte va maintenant être décrit.
1 ) Fixation des pièces d'appui sur les demi-coquilles
On fixe de façon amovible des pièces d'appui mâles 50 et femelles 30 sur les
demi-coquilles 1-8. Pour chaque pièce d'appui à fixer sur une demi-coquille,
lo on emboîte le pied de fixation de la pièce d'appui dans un sabot externe de
réception de la demi-coquille, par passage à travers l'ouverture supérieure du
sabot, en disposant la pièce d'appui en partie au-dessus de la demi-coquille.
Sur les demi-coquilles intermédiaires 3-6 et sur la demi-coquille d'extrémité
7, on fixe une pièce d'appui mâle et une pièce d'appui femelle. Sur chacune
des demi-coquilles 3, 5, 7 prévues pour la réalisation de l'une des rangées
longitudinales 11 de la voûte, on dispose la pièce d'appui mâle et la pièce
d'appui femelle l'une par rapport à l'autre d'une façon déterminée. Sur les
demi-coquilles 4, 6 prévues pour la réalisation de l'autre rangée
longitudinale
Zo 10, on inverse la disposition relative des deux pièces d'appui mâle et
femelle.
Sur la demi-coquille 2, qui sera la première demi-coquille à être mise en
place lors de la réalisation de la voûte, on fixe de façon amovible deux
pièces d'appui du même genre, ici femelles.
Enfin, sur chacune des demi-coquilles d'extrémité 1, 8 pourvues d'un seul
sabot, on fixe de façon amovible une unique pièce d'appui, ici mâle.
3o Par vissage ou dévissage des tiges 37, on peut, le cas échéant, compenser
les défauts de fabrication dus à des distorsions de tolérance pour assurer un
bon appariement des demi-coquilles.
2) Mise en appui des demi-coquilles
On règle la longueur des bras d'appui des pièces d'appui mâles 50 et
femelles 30 de façon à ce que la surface de contact des pièces d'appui
appariées de chaque paire d'appariement s'étende sensiblement dans le plan
longitudinal médian P de la voûte.
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On confectionne les deux semelles d'appui 12, 13 en ménageant dans
chacune d'elles une gorge de réception des bords inférieurs d'appui des
demi-coquilles 1-8.
s Sur l'une des semelles filantes 12, on met en place la demi-coquille
d'extrémité 2 que l'on stabilise. On met ensuite en place l'une 1 des demi
coquilles d'extrémité de longueur 1 sur la semelle filante 13 et on la met en
appui sur la demi-coquille 2, par l'intermédiaire de la pièce d'appui mâle 50
de la demi-coquille 1 et de.l'une des pièces d'appui femelles 30 de la demi
io coquille 2 que l'on apparie.
Puis on met en place la demi-coquille intermédiaire 3 sur la semelle filante
13, à côté de la demi-coquille 1, et on la met en appui sur la demi-coquille
2,
par l'intermédiaire de la pièce d'appui mâle de la demi-coquille 3 et de la
is pièce d'appui femelle disponible de la demi-coquille 2 que l'on apparie.
On poursuit la mise en appui des demi-coquilles, de proche en proche, en
disposant bout à bout les deux pluralités de demi-coquilles 1, 3, 5, 7 et 2,
4,
6, 8, sur les deux rangées longitudinales 10, 11. On dispose ainsi les demi-
2o coquilles 1-8 respectives des deux rangées 10, 11 en quinconce. On met en
appui chaque demi-coquille de l'une des rangées 10 (11) sur une demi-
coquille de l'autre rangée 11 (10), par l'intermédiaire de deux pièces d'appui
provisoires 30, 50, respectivement mâle et femelle, que l'on apparie.
2s Lors de l'appariement d'une pièce d'appui mâle 50 et une pièce d'appui
femelle 30, on met en appui la pièce d'appui mâle 50 sur la pièce d'appui
femelle 30 de façon à ce que la pièce d'appui femelle 30 supporte la pièce
d'appui mâle 50. Ainsi, toutes les pièces d'appui femelles 30 de la voûte
supportent les pièces d'appui mâles 50.
La dernière demi-coquille mise en place est la demi-coquille d'extrémité 8,
de longueur l, que l'on met en appui sur la demi-coquille d'extrémité 7.
Lors de la mise en appui de deux demi-coquilles l'une sur l'autre, les
3s becquets des demi-coquilles viennent se mettre en regard l'un de l'autre,
sans
s'appuyer l'un sur l'autre, en formant un fond 14.
Après mise en appui des demi-coquilles 1-8, on coule un matériau de
clavage, en l'espèce du béton, entre les bords supérieurs des demi-coquilles,
4o sur le fond 14, afin de confectionner la clé de voûte 9 qui assure une
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solidarisation transversale de continuité des demi-coquilles 1-8.
3) Retrait des pièces d'appui provisoires
s Après coulage et séchage du clavage, on écarte l'une de l'autre les pièces
d'appui mâle 30 et femelle 50 de chaque paire de pièces d'appui appariées,
en dévissant la tige 37 de l'un 31 des bras d'appui de la paire d'appariement.
On procède ainsi à un transfert d'efforts des pièces d'appui 30, 50 sur les
demi-coquilles 1-8. Ainsi, après retrait des pièces d'appui 30, 50, l'effort
io d'appui transversal de chaque paire de demi-coquilles, mises en appui l'une
sur l'autre, est supporté par la clé de voûte 9.
Puis on retire chacune des pièces d'appui 30 (50), en sortant son pied de
fixation 32 du sabot dans lequel il est emboîté par déplacement vertical vers
is le haut.
Dans la description qui vient d'être faite, on apparie les pièces d'appui pour
que les pièces d'appui femelles supportent les pièces d'appui mâles. On
pourrait également apparier les pièces d'appui en mettant en appui les pièces
Zo d'appui femelles sur les pièces d'appui mâles, de façon à ce que les pièces
d'appui mâles supportent les pièces d'appui femelles.
Une variante de réalisation préférée des pièces d'appui et des demi-coquilles
ne diffère de la description précédente que par ce qui va maintenant être
Zs décrit.
Les demi-coquilles 60 comprennent, à la place des sabots externes 23, des
sabots internes 63 noyés dans l'épaisseur de la demi-coquille 60, en deçà du
bord supérieur 61 de celle-ci. Chaque sabot 63 consiste en un fourreau de
3o section carrée et d'axe longitudinal 64. Cet axe 64 est ici légèrement
incliné
par rapport à la verticale, la distance entre l'axe 64 et le bord supérieur 61
de
la demi-coquille 60 diminuant vers le haut.
Les pièces d'appui 70, mâles et femelles, comprennent un bras d'appui
3s transversal 71 et un pied de fixation 72 destiné à être emboîté dans un
sabot
interne 63.
Le bras d'appui 71, analogue à celui précédemment décrit, s'étend le long
d'un axe 73.
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Le pied de fixation 72 présente une section carrée égale à la section interne
du sabot 63, et s'étend le long d'un axe 74, sensiblemént orthogonalement au
bras transversal 71. L'angle formé entre l'axe 73 et l'axe 74 et situé du côté
de la tête d'appui du bras d'appui 71, est légèrement supérieur à 90°.
Pour la fixation des pièces d'appui 70 sur les demi-coquilles 60, la mise en
appui des demi-coquilles 60 et le retrait des pièces d'appui 70, on procède
comme précédemment explicité.
1o On soulignera que l'inclinaison du pied de fixation 72 et du sabot interne
63
de réception de ce pied augmente le frottement entre le pied 72 et le sabot
63. Il en résulte un meilleur coincement du pied 72 dans le sabot 63 et par
conséquent une meilleure fixation de la pièce d'appui 70 sur la demi-coquille
60.
Après le retrait des pièces d'appui 70, on coule du béton dans les sabots
internes 63.
Dans une variante de réalisation, à la place des sabots, chaque demi-coquille
Zo comprend au moins un trou ménagé dans sa face supérieure, en deçà du bord
supérieur, dans lequel on pose une douille taraudée intérieurement. La
douille ne traverse pas l'épaisseur de la demi-coquille. Les pièces d'appui
provisoires comprennent un bras d'appui transversal et, à la place du pied de
fixation, un passage de réception d'un boulon de fixation, d'axe orthogonal
au bras d'appui transversal.
Pour fixer de façon amovible une pièce d'appui sur une demi-coquille, on
introduit un boulon de fixation dans le passage de réception de la pièce
d'appui et on le visse dans la douille. Pour retirer le bras d'appui, on
dévisse
le boulon.
Dans la description qui précède, on dispose les pièces d'appui au moins en
partie au-dessus des demi-coquilles. On pourrait tout aussi bien disposer les
pièces d'appui au moins en partie en-dessous des demi-coquilles.
