Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02783596 2012-07-19
1
PROCEDE DE REALISATION D'UN OUVRAGE SOUTENU ET ENSEMBLE
DE COFFRAGES POUR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention concerne un procédé de
construction d'ouvrages soutenus en béton. Le procédé de
l'invention a notamment pour objet la construction de
ponts, passerelles et planchers de bâtiments. L'invention
concerne également un ensemble de coffrages pour la mise
en oeuvre du procédé de l'invention.
Un ouvrage soutenu est une réalisation
sensiblement plane en béton ayant des extrémités reposant
sur des appuis. L'ouvrage représentatif de ce type de
construction est un plancher de bâtiment ou un tablier de
pont ou de passerelle.
On connaît deux modes principaux de construction
de ponts à structure béton : le coffrage et coulage sur
site et la préfabrication en usine suivie d'un assemblage
sur site. Le choix du mode de construction est déterminé
en considérant les exigences spécifiques du chantier qui
peuvent être de nature technique (sujétions de
réalisation : accessibilité, conditions météorologiques),
économique (coût des opérations), structurelles
(compétences/ressources disponibles).
Les ponts à structure béton comprennent
généralement des éléments de ferraillage formant des
armatures destinées à reprendre les efforts en traction,
cisaillement et en flexion.
Le coffrage des éléments en béton consiste en la
réalisation de moules à la forme de l'élément
souhaité. Ils sont réalisés à partir de matériaux
spécifiques notamment capables de supporter le
comportement exothermique du béton lors de sa prise, et
reçoivent les ferraillages destinés à renforcer les
éléments en béton.
Une précaution particulière doit être apportée
CA 02783596 2012-07-19
2
dans leur réalisation et leur montage car
- les coffrages doivent être rigoureusement
étanches ;
- ils doivent être capables de reprendre les
charges de coulage (poids du béton et pression
d'injection) sans se déformer afin de respecter
la géométrie de l'ouvrage fini ;
- les ferraillages doivent comprendre un enrobage
minimum de béton afin d'être préservés de la
corrosion. Ainsi il est nécessaire de disposer
des cales entre les fers des armatures et le
coffrage afin de réaliser l'épaisseur d'enrobage
requise (exceptionnellement inférieure à 2 cm).
Ces coffrages sont montés sur site à l'exacte
implantation de l'élément dont ils définissent les
contours. Les panneaux verticaux sont fréquemment
traversés de profilés métalliques cylindriques reliant
les éléments se faisant face et passant dans des
fourrures, souvent en matière plastique, afin d'éviter
leur scellement lors de la prise du béton. Ces profilés
sont destinés à reprendre la pression exercée sur les
parois verticales par le béton. Une fois montés, réglés
et leur géométrie contrôlée, les coffrages sont remplis
de béton et éventuellement vibrés. A l'issue d'une
période de prise de plusieurs jours, les coffrages sont
soigneusement déposés et les éléments en béton ainsi
obtenus sont vérifiés. C'est alors que peuvent être
constatées les caractéristiques suivantes : recouvrement
de la totalité du ferraillage par le béton, intégrité du
revêtement, bullage, aspect du béton fini. Les trous de
passage des fourrures sont alors rebouchés.
On distingue essentiellement 3 types de
coffrages :
- coffrage à usage unique (tubes de cartons,
planches de bois) ;
CA 02783596 2012-07-19
3
coffrage réutilisable (lors de la réalisation
de plusieurs éléments identiques comme des piles
de pont architecturales ou des panneaux de béton
ouvragés) ;
- coffrage modulaire (essentiellement utilisé
pour la réalisation d'éléments droits ou plans)
comportant des éléments assemblables composés
d'une structure métallique sur laquelle sont
fixés des peaux de coffrage métalliques destinées
à être en contact avec le béton.
Les avantages de ces solutions résident dans le
fait que les éléments étant coulés sur place, aucun
transport de grand poids/grande longueur n'est
nécessaire. Un tablier de 12 mètres par 4 mètres, qui
correspond à un tablier de pont de circulation routière à
2 voies, peut être coulé par l'approvisionnement continu
de toupies et ainsi ne nécessite que des transports dont
la charge unitaire permet le passage sur tout type de
route ou pont, sans autorisation administrative préalable
ou escorte particulière.
Ce type de réalisation nécessite cependant
l'intervention de coffreurs qui sont des ouvriers et
techniciens hautement qualifiés formant une main d'oeuvre
rare et coûteuse. Des moyens de manutention permettant de
mettre à poste les matériels de coffrages sont requis,
ces moyens sont également nécessaires lors de la dépose
des coffrages, une fois le béton pris. La conformité de
l'enrobage des fers ne se découvre qu'à l'usage ou par
contrôle non destructif. Ces coffrages sont chers : ils
représentent environ 40 à 60% du prix du béton armé et
l'utilisation de coffrages réutilisables augmente le
poids de ceux-ci et impacte donc les moyens de
manutention. La phase de dépose des coffrages pénalise le
planning. Le parement à obtenir (aspect du béton fini)
nécessite beaucoup de soin lors de la mise en place du
CA 02783596 2012-07-19
= 4
coffrage, spécialement pour les rendus architecturaux.
Les structures comportent les traces de rebouchage des
trous de fourrures qui demeurent visibles, inesthétiques
et peuvent être source de défaut d'étanchéité (ouvrages
fluviaux) . Un décoffrage correct oblige à l'application
de produits décoffrants toxiques préalablement aux
opérations de bétonnage, ce qui pose notamment des
difficultés pour les ouvrages fluviaux. La réutilisation
de coffrages sur un même ouvrage, afin d'en réduire
l'impact financier, oblige à un phasage des travaux qui
pèse lourdement sur le planning. Parfois, la
configuration même des lieux exclut le recours à des
coffrages pour des raisons d'encombrement des pieds de
banches ou d'environnement.
La préfabrication consiste à diviser l'ouvrage en
sous-éléments, fabriquer ces derniers en usine et les
acheminer sur site où ils seront assemblés pour
reconstituer ainsi l'ouvrage final. Les sous-éléments
disposent de systèmes permettant leur solidarisation. Il
s'agit, habituellement, d'armatures disposées en saillie
des sous-éléments préfabriqués et destinées à être noyées
dans un béton de jonction. Les sous éléments sont
usuellement réalisés dans des usines spécialisées mettant
en oeuvre des coffrages réutilisables dans des conditions
environnementales maîtrisées avec des quantités de béton
moins importantes. La faculté de couler l'élément dans
une position qui n'est pas nécessairement celle qu'il
occupera dans l'ouvrage permet en outre de mieux
maîtriser les divers paramètres de bétonnage. Ceci résout
les problèmes de disponibilité des compétences sur site,
raccourcit les délais d'intervention sur site en
supprimant les temps de coffrage et décoffrage, et les
contraintes d'amenée de béton sur site. Cependant, la
préfabrication, pour être économique, oblige à la
réalisation, au transport et à la manutention d'éléments
CA 02783596 2012-07-19
massifs. Il en résulte des coûts élevés de transports
(transports exceptionnels grandes dimensions/grandes
charges) et de manutention (besoin de puissances de
levage plus importantes). Il subsiste en outre des
5 parties d'ouvrage qu'il est impossible de préfabriquer,
notamment les massifs d'ancrage du tablier, qui
solidarisent celui-ci avec les pieux de fondation.
Les ponts à structure métallique peuvent
apparaître comme une solution permettant un gain de
poids. En effet, l'acier est comparativement plus léger
que le béton pour des reprises d'efforts similaires.
Ainsi, pour une même reprise de charge par un élément
préfabriqué, la masse à manipuler est moindre pour le
sous-élément en acier. La structure métallique à réaliser
est divisée en sous-éléments. Ces éléments métalliques
sont préfabriqués et peints avant d'être acheminés sur
site. Ils sont alors mis en place et assemblés, le plus
souvent par boulonnage ou soudage. Cependant, l'acier
reste une matière première bien plus onéreuse que le
béton. L'acier nécessite une protection anti-corrosion
coûteuse et une maintenance suivie qui, dans la pratique,
est bien souvent négligée.
Des problèmes similaires à ceux précédemment
décrits peuvent se poser pour la fabrication des ouvrages
soutenus de grandes dimensions dans d'autres applications
et notamment dans le bâtiment.
Les passerelles représentent une catégorie
particulière de pont soumis à des charges de passage ne
comprenant pas de charges routières ou ferroviaires. La
circulation s'effectue généralement sur un platelage
s'étendant entre deux poutres longitudinales. Ce
platelage est fréquemment constitué d'éléments
transversaux en bois ou en métal espacés les uns des
autres afin de pouvoir évacuer l'eau de pluie et de
proposer une perception agréable du vide sous la
CA 02783596 2012-07-19
6
passerelle. De tels platelages présentent cependant
plusieurs inconvénients .
- au contact de l'eau, ceux-ci deviennent
glissants et nécessitent donc l'application de revêtement
anti-dérapant par collage ou réalisation d'aspérités ;
- les platelages en bois grisent avec le temps et
sont l'objet de déformations (vrillage, flambement,
flèche) provoquées par les changements d'hygrométrie,
l'exposition aux UV, l'alternance des cycles de gel/dégel
et l'utilisation des sels de déverglaçage ;
- les platelages métalliques sont moins sensibles
aux variations géométriques mais demandent la mise en
oeuvre de matériaux coûteux (inox) afin d'assurer une
durabilité suffisante.
Un but de l'invention est de proposer un procédé
de réalisation d'ouvrages soutenus simple et économique,
pouvant être mis en oeuvre par une main d'oeuvre
normalement qualifiée et utilisant des moyens de
manutention légers.
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un
procédé de réalisation d'un ouvrage soutenu reposant
localement sur des appuis. Le procédé comprend les étapes
de .
a) installer sur les appuis un coffrage d'appui
destiné à recevoir d'une part les extrémités des attentes
d'appui et d'autre part des extrémités de coffrages de
poutres de structure, chaque coffrage d'appui comportant
une série d'encoches destinées à recevoir et entretoiser
des poutres de structure,
b) couler du béton dans les coffrages d'appui
pour solidariser les coffrages d'appui et les attentes
d'appui,
c) mettre en place les coffrages de poutres de
structure et un ferraillage,
Selon un premier mode de réalisation, le procédé
CA 02783596 2012-07-19
7
comprend également, à la suite de ces premières étapes,
les étapes de :
d) mettre en place un profilé d'étanchéité entre
chaque paire de poutres de structure adjacentes,
e) couler du béton pour remplir les coffrages ;
les coffrages d'appui, les coffrages de poutres de
structure et les profilés d'étanchéité étant des
coffrages perdus en BFUP.
Selon un mode de réalisation particulier, les
coffrages des poutres de structure comportant, sur au
moins une aile, des encoches destinées à recevoir et
entretoiser des éléments transversaux, le procédé
comprend également à la suite de ces premières étapes,
les étapes de :
d') mettre en place les éléments transversaux ;
e') couler du béton pour remplir les coffrages ;
les coffrages d'appuis, les coffrages de poutres de
structure et les éléments transversaux étant en BFUP ;
f') poser un chaperon de protection sur la partie
supérieure du coffrage de la poutre de structure.
Les coffrages sont des coffrages perdus en béton
fibré ultra haute performance (BFUP) dont les
caractéristiques mécaniques viennent s'ajouter à celles
du béton et du ferraillage pour constituer celles de
l'ouvrage fini. Ils sont avantageusement préfabriqués en
usine. Ces coffrages sont de préférence autoporteurs dans
la mesure où ils ne nécessitent pas de soutènement, leur
structure étant alors agencée pour permettre la reprise
des efforts dus au ferraillage, et au coulage.
Cette solution présente les avantages suivants
- les coffrages sont aisément manutentionables car ils ne
représentent que l'enveloppe des poutres dont ils ont la
forme. Ainsi les manutentions peuvent être réalisées avec
des moyens légers usuels voire manuels ;
- dans le cas particulier des ouvrages soutenus dont la
CA 02783596 2012-07-19
8
portée est de l'ordre de 12 mètres ou inférieure, tous
les éléments sont transportables par des semi-remorques
standard, sans besoin d'autorisation ou d'escorte
particulière ;
- les coffrages préfabriqués ne nécessitent que peu de
compétences pour être mis en place, le système de
coffrage pouvant intégrer des dispositions constructives
destinées à assurer le positionnement des éléments les
uns par rapport aux autres ;
- l'utilisation de coffrages perdus en BFUP élimine la
phase de décoffrage et les matériels nécessaires à celle-
ci. L'avantage d'une maintenance réduite par rapport à
l'emploi de structures métalliques est conservé.
Les coffrages d'appui seront avantageusement
pourvus d'un système de lumières et rondelles qui permet
d'absorber les tolérances de pose et de verticalité des
attentes de la structure de soutènement : pieux d'ancrage
ou ferraillage de tête de poteaux ou de maçonnerie.
En fonction des moyens de manutention
disponibles, les coffrages en BFUP pourront recevoir, dès
leur préfabrication, les ferraillages internes des
poutres dont ils définissent les contours. Ces armatures
pourront être partiellement solidarisées par un premier
bétonnage limité lors de la préfabrication. Ces armatures
pourront être précontraintes, permettant d'éviter la
réalisation de ces coûteuses opérations sur le site après
montage. Enfin, des torons longitudinaux, précontraints
ou non, sont de préférence noyés dans le talon en BFUP
des poutres et leur assurent une résistance suffisante
pour permettre de reprendre des efforts relativement
importants.
L'invention permet alors de réaliser, à moindre
coût, un ouvrage soutenu dont la fabrication ne met en
oeuvre aucun transport exceptionnel ni moyen de levage
particulier. Les opérations nécessitant une main d'ceuvre
CA 02783596 2012-07-19
9
qualifiée voire hautement qualifiée (coffrage,
précontrainte) sont éliminées du chantier. Le parement de
l'ouvrage est maîtrisé, la quantité de béton à amener sur
site est réduite, la présence de produits toxiques nulle.
Enfin l'ouvrage réalisé dispose des facilités de
maintenance d'un ouvrage exempt d'éléments métalliques
extérieurs. L'enrobage conforme des armatures est
également garanti.
L'invention a également pour objet un ensemble de
coffrages perdus en BFUP pour la mise en oeuvre de ce
procédé.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront à la lecture de la description
qui suit de modes de réalisation particuliers non
limitatifs de l'invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi
lesquels :
- la figure 1 est une vue d'ensemble, selon un
premier mode de réalisation de l'invention, des
coffrages avant bétonnage pour la réalisation
d'un tablier de pont ;
- la figure 2 est une vue du coffrage d'appui
pour la réalisation d'un tablier de pont selon
le mode de réalisation de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue représentant un
coffrage de poutre de structure lié par un
profilé d'étanchéité en C à un coffrage de rive
pour la réalisation d'un tablier de pont ou un
plancher selon le mode de réalisation de la
figure 1 ;
- la figure 4 est une vue d'ensemble des
coffrages avant bétonnage d'un deuxième mode de
réalisation de l'invention pour la confection
d'un plancher ;
- La figure 5 est une vue représentant un
CA 02783596 2012-07-19
coffrage de poutre de structure lié par un
profilé d'étanchéité en Il à un coffrage de rive
pour la réalisation d'un tablier de pont ou
d'un plancher ;
5 - la figure 6 est une vue d'ensemble, en
perspective partiellement écorchée, des
coffrages avant bétonnage pour la réalisation
d'une passerelle conformément à un troisième
mode de réalisation de l'invention ;
10 - la figure 7 est une vue du coffrage d'appui
pour la réalisation d'une passerelle selon le
mode de réalisation de la figure 6 ;
la figure 8 est une vue en coupe représentant
un coffrage de poutre de structure lié par un
élément transversal à un autre coffrage de
poutre de structure pour la réalisation d'une
passerelle selon le mode de réalisation de la
figure 6 ;
la figure 9 est une vue en coupe d'une poutre
de structure munie d'un chaperon de protection,
selon le mode de réalisation de la figure 6 ;
la figure 10 est une vue d'ensemble
représentant un élément transversal, selon le
mode de réalisation de la figure 6 ;
- la figure 11 est une vue représentant la
section de l'élément transversal de la figure
10 ;
- la figure 12 est une vue en coupe transversale
d'une passerelle selon le mode de réalisation
de la figure 6.
L'invention concerne un procédé de fabrication
d'un ouvrage soutenu et un ensemble de coffrages à cet
effet.
Un premier mode de réalisation consiste en la
construction d'un pont pour le franchissement d'une
CA 02783596 2012-07-19
11
brèche d'environ douze mètres. Le pont est constitué de
deux massifs désignés 100 et d'un tablier, généralement
désigné 2, relié aux massifs 100 par ses extrémités. Dans
ce premier mode de réalisation, les poutres de structure
2.1 sont des poutres de tablier 2.1.
L'ensemble de coffrages comprend plusieurs
coffrages perdus en BFUP. Il comprend ainsi deux
coffrages d'appui généralement désignés en 1, des
coffrages de poutres de tablier 2.1 et des profilés
d'étanchéité 2.3. Les surfaces intérieures des coffrages
sont indentées de manière à assurer une bonne prise du
béton coulé dans les coffrages perdus tandis que leurs
surfaces extérieures destinées à être apparentes sont ici
lisses pour conférer à l'ouvrage terminé son état de
surface final.
Les coffrages de poutres de tablier 2.1
comprennent des plaques de BFUP assemblées les unes aux
autres pour former deux âmes et un talon agencés selon un
profil en U. Deux des coffrages de poutres de tablier
sont destinés à former des rives du tablier, lesdits deux
coffrages comportant des âmes de hauteurs différentes,
l'âme la plus haute étant destinée à former un bord
latéral du tablier. Les coffrages de poutres de tablier
2.1 comprennent, ici, des torons précontraints 2.4
s'étendant longitudinalement dans leur talon. Ces torons
2.4 renforcent la résistance longitudinale des coffrages
de poutres de tablier 2.1 et sont dimensionnés pour
permettre aux coffrages de poutres de tablier 2.1 de
résister à la charge de ferraillage, de bétonnage et
d'autoriser la circulation du personnel intervenant
notamment pour réaliser des ferraillages transversaux.
Chaque profilé d'étanchéité 2.3 est agencé de
manière à réaliser l'étanchéité entre deux poutres de
tablier 2.1 adjacentes. Chaque profilé d'étanchéité 2.3 a
ainsi une forme de plaque pourvue de rebords latéraux et
CA 02783596 2012-07-19
12
destinée à s'étendre à cheval sur les âmes en regard de
deux poutres adjacentes, chaque rebord étant reçu entre
les âmes d'une même poutre pour assurer le maintien
latéral en position du profil d'étanchéité.
Le coffrage du tablier de pont 2 est ainsi
constitué de coffrages de poutres de tablier 2.1 recevant
des armatures 2.2 et chapeautés avec les coffrages
adjacents par des profilés d'étanchéité 2.3. La hauteur
finie du tablier est déterminée par la hauteur des âmes
extérieures des coffrages de poutres de rives 2.5 qui est
idéalement au même niveau que la hauteur des flancs des
coffrages d'appui 1.
Les deux coffrages d'appui 1 sont de forme
parallélépipédique et comportent, sur leurs parois se
faisant face de part et d'autre de la brèche à franchir,
une série d'encoches destinées à accueillir les coffrages
des poutres de tablier 2.1 et à les entretoiser. Le fond
des coffrages d'appui est percé de plusieurs ouvertures
1.2 destinées à recevoir les attentes saillant des
appuis. Avantageusement, les ouvertures 1.2 auront des
dimensions permettant d'absorber les tolérances
d'implantation et de verticalité des pieux 8. Des
rondelles d'étanchéité 1.3, dont le diamètre intérieur
permet d'engager la rondelle autour du pieu, sont
positionnées avant l'implantation du coffrage d'appui 1.
Le contour extérieur de ces rondelles 1.3 est adapté à la
réalisation d'une étanchéité avec l'ouverture 1.2 qui
peut être circulaire, carrée ou de forme quelconque et
par exemple oblongue. Les rondelles d'étanchéité ont des
dimensions externes supérieures à celles des ouvertures
1.2. Cette disposition évite des relevés sur site
préalables. Ces coffrages de massifs 1 reçoivent avant
bétonnage des cages d'armatures 1.4 positionnées à
distance d'enrobage suffisante.
Dans un premier temps, les rondelles 1.3 sont
CA 02783596 2012-07-19
13
implantées sur les attentes d'appui de part et d'autre de
la brèche. Les coffrages 1 sont alors positionnés sur les
têtes des pieux 8, les ouvertures 1.2 autorisant le
passage des têtes de pieux et leur présence à l'intérieur
du parallélépipède défini par chaque coffrage d'appui 1.
Les rondelles 1.3 arrivent en recouvrement avec le fond
du coffrage d'appui 1 et assurent une étanchéité pour le
bétonnage futur. Un cordon de mastic de type adapté peut
être posé à l'interface de ces 2 éléments le cas échéant.
Les encoches 1.1 pratiquées dans le coffrage
d'appui 1 sont orientées vers la brèche et se font face.
Les axes des encoches seront idéalement alignés. Une cage
d'armature 1.4 est ensuite disposée en fond de coffrage
d'appui 1, à distance suffisante d'enrobage. Une première
couche de béton est alors coulée, solidarisant le
coffrage et la base de la cage de ferraillage avec les
têtes des pieux. Le niveau de cette première couche est
idéalement situé en dessous de la base des encoches 1.1.
Une fois ce béton en cours de prise, les
coffrages de poutres de tablier 2.1 sont disposés entre
les deux coffrages d'appui 1 dans les encoches 1.1 se
faisant face. Leur implantation ne nécessite aucun
contrôle particulier, les encoches définissant d'elles-
mêmes la position des coffrages de poutres de tablier
2.1. Ainsi, une implantation rigoureuse des coffrages
d'appui permet d'implanter sans précaution particulière
les coffrages de poutres de tablier 2.1. La rigidité de
ces coffrages permet le déplacement du personnel sur ces
poutres et ainsi autorise la pose des armatures
longitudinales 2.2 dans les coffrages de poutres de
tablier 2.1 à la main, permettant d'éviter l'utilisation
de moyens de manutention puissants. Les âmes extérieures
des coffrages des poutres de rives 2.5 du tablier 2
comprennent une surlongueur correspondant à l'épaisseur
additionnelle du hourdis et de la voie de roulement. Un
CA 02783596 2012-07-19
14
éventuel ferraillage complémentaire des coffrages d'appui
1 peut être ensuite réalisé.
Les profilés d'étanchéité 2.3 sont positionnés de
manière à relier les âmes adjacentes des coffrages de
2.1. Le coffrage du pont est alors complet. Les
ferraillages transversaux peuvent alors être posés et le
coulage du tablier commencer.
Ce bétonnage a lieu idéalement en une seule phase
et comble les coffrages d'appui 1 avec leurs armatures
1.4, les coffrages de poutres 2.1 avec leurs armatures
2.2. Les profilés d'étanchéité 2.3 permettent au béton de
s'élever jusqu'au niveau final défini par la hauteur des
flancs du coffrage d'appui 1 et des poutres de rive 2.5
du tablier 2. Une réserve peut être prévue pour la mise
en place, après prise du béton, d'un revêtement de
roulement tel que du bitume ou du macadam.
Des dalles de transition 4 préfabriquées en BFUP
et soutenues par un remblais compacté sont posées en
appui entre le pont et le remblais routier. Elles seront
ensuite revêtues de la couche de roulement commune à la
route et au pont. Pour des ouvrages de la portée du pont
objet de ce mode de réalisation, les joints de chaussée
et appuis néoprènes ne sont pas utiles.
Une fois que la prise du béton coulé lors de la
seconde et dernière opération de bétonnage est achevée,
le pont peut recevoir ses accessoires (garde-corps,
couche de roulement, peinture de signalisation au sol,
etc....) .
Un second mode de réalisation consiste en la
construction de planchers de bâtiments. Le plancher
repose par ses extrémités sur des appuis maçonnés :
poteaux, poutres ou murs porteurs en saillie desquelles
s'étendent des attentes métalliques. Dans ce second mode
de réalisation les poutres de structures 2.1 sont des
poutrelles 6.1. Le plancher 2 est constitué de deux
CA 02783596 2012-07-19
coffrages d'appui 1 reliés par des poutrelles 6.1 et
supportant un hourdis.
Les coffrages nécessaires à cette réalisation
sont .
5 - des coffrages d'appui 1,
- des coffrages de poutrelles 6.1,
- des profilés d'étanchéité. 2.3,
Tous ces éléments sont réalisés en BFUP et
comportent les mêmes dispositions constructives que les
10 coffrages du mode de réalisation précédent notamment :
surface intérieure indentée ou nervurée, torons
longitudinaux précontraints 2.4, perçages 1.1 offrant la
possibilité d'inclure le ferraillage des poutrelles 6.1
dans le coffrage...
15 Dans cette application particulière, la
réalisation d'un plancher soutenu par plusieurs appuis
comme représenté en fig.4 rend nécessaire la mise en
oeuvre d'un coffrage d'appui intermédiaire 1.5 disposant
d'encoches 1.1 sur deux de ses faces.
Les coffrages d'appui 1 sont disposés sur des
poteaux 7. Les appuis extrêmes reçoivent des coffrages 1,
les appuis des travées intermédiaires reçoivent des
coffrages d'appui 1.5. Tous ces coffrages d'appui sont
pourvus en leur fond de découpes 1.2 permettant le
passage des attentes 7.1 émergeant des poteaux 7. Ces
coffrages positionnés, ils reçoivent les armatures 1.4 et
sont partiellement bétonnés. Les coffrages de poutrelles
6.1 sont alors positionnés dans les encoches 1.1 et
relient les coffrages 1 et 1.5. Les profilés
d'étanchéités 2.3 sont mis en place entre les âmes
adjacentes de deux poutrelles 6.1. Les éventuels
ferraillages transversaux peuvent alors être installés.
On notera que les âmes en surlongueur des coffrages de
rives 2.5 peuvent être avantageusement remplacées par les
parois des murs délimitant le bâtiment. L'ensemble des
CA 02783596 2012-07-19
16
coffrages 1, 1.5, 6.1, 2.3, 2.5 ou les murs du bâtiment
réalise un volume fermé dans lequel sont coulés
simultanément le hourdis et les poutrelles du plancher.
Une fois la prise de cette phase de bétonnage
achevée, le plancher est terminé.
Les éléments identiques ou analogues à ceux
précédemment décrits porteront une référence numérique
identique à ceux-ci dans la description qui suit d'un
troisième mode de réalisation.
En référence aux figures 6 à 12, ce troisième
mode de réalisation porte sur la construction d'une
passerelle 10 comportant un platelage 11 composé
d'éléments transversaux 12 dont seule une partie est
représentée en figure 6. La passerelle 10 repose par ses
extrémités sur des massifs 100 en saillie desquels
s'étendent des pieux 8. Dans ce mode de réalisation
particulier, les coffrages d'appui 1 sont identiques à
ceux précédemment décrits mais ne comportent que deux
encoches 1.2 orientées vers la brèche et situées aux
extrémités du plus grand bord du coffrage d'appui 1. Les
encoches 1.2 de chaque coffrage d'appui 1 se font face et
reçoivent des coffrages de poutre de structure qui sont,
ici, des coffrages de nervure longitudinale 13.1
représentés en traits interrompus en figure 7. Ces
coffrages de nervure longitudinale 13.1 ont une structure
identique aux poutres de structure 2.1 précédemment
décrites et comprennent chacune, sur leurs ailes se
faisant face, des encoches 14 en forme de T destinées à
accueillir les éléments transversaux 12. En référence aux
figures 10 et 11, chaque élément transversal 12 est
préfabriqué en BFUP et possède une section en forme de T
comprenant une partie supérieure horizontale 12.1 sur
laquelle s'effectue la circulation et une partie
inférieure 12.2. Une armature longitudinale 15 noyée dans
la partie inférieure 12.2 de l'élément transversal 12
CA 02783596 2012-07-19
17
assure la résistance au cisaillement et à la flexion de
celui-ci. L'élément transversal 12 comporte deux attentes
de ferraillage 12.3 constituées chacune par une saillie
de l'armature 15 de part et d'autre de l'élément
transversal 12.
La réalisation de la passerelle 10 débute par la
pose des rondelles d'étanchéité 1.3 sur les têtes des
pieux 8. Les coffrages d'appui 1 sont ensuite positionnés
sur les têtes de pieux 8 de manière à ce que les encoches
1.2 pratiquées dans chaque coffrage d'appui 1 soient
orientées vers la brèche et que leurs axes soient
alignés. Une cage d'armature 1.4 est ensuite disposée en
fond de coffrage d'appui 1, à distance suffisante
d'enrobage. Une première couche de béton est alors
coulée, solidarisant le coffrage d'appui 1 et la base de
la cage de ferraillage 1.4 avec les têtes des pieux 8. Le
niveau supérieur de cette première couche est idéalement
situé en dessous de la base des encoches 1.2.
Une fois ce béton en cours de prise, les
coffrages de nervure longitudinale 13.1 sont disposés
entre les deux coffrages d'appui 1 dans les encoches 1 . 2
se faisant face. Leur implantation ne nécessite aucun
contrôle particulier, les encoches 1.2 définissant
d'elles-mêmes la position des coffrages de nervure
longitudinale 13.1. Ainsi, une implantation rigoureuse
des coffrages d'appui 1 permet d'implanter sans
précaution particulière les coffrages de nervure
longitudinale 13.1. La rigidité de ces coffrages permet
le déplacement du personnel sur ceux-ci et ainsi autorise
la pose des armatures longitudinales 2.2 dans les
coffrages de nervures longitudinales 13.1 à la main,
permettant d'éviter l'utilisation de moyens de
manutention puissants. Une seconde phase de bétonnage est
alors réalisée afin de remplir les coffrages de nervure
longitudinale 13.1 jusqu'à l'arase de la partie
CA 02783596 2012-07-19
18
inférieure de l'encoche 14. Les éléments transversaux 12
sont ensuite posés dans les encoches 14 correspondantes.
Les attentes de ferraillage 12.3 viennent alors en
saillie dans chaque coffrage de nervure longitudinale
13.1 un peu au dessus du niveau du béton précédemment
coulé. La pose de ces éléments transversaux 12 peut se
faire à l'avancement à partir d'un cadre mobile équipé
d'un filet de sécurité et reposant sur les deux nervures
longitudinales 13.1.
Une fois l'ensemble des éléments transversaux 12
posés dans les encoches 14, une dernière phase de
bétonnage vient recouvrir les attentes de ferraillage
12.3 et achève de remplir les coffrages de nervure
longitudinale 13.1 et les coffrages d'appui 1. Cette
phase de bétonnage permet de sceller les éléments
constitutifs de la passerelle 10 et leurs phases de
bétonnage respectives têtes de pieux 8, coffrages
d'appui 1, coffrages de nervure longitudinale 13.1,
éléments transversaux 12. En référence à la figure 9, un
chaperon de protection 16, sous la forme d'une plaque de
longueur et de largeur identiques à celles de la nervure
longitudinale 13.1 et pourvue d'une languette centrale 17
saillante vers l'intérieur de la nervure longitudinale
13.1, est alors posé au contact du béton frais. Ce
chaperon ferme ainsi les coffrages de la passerelle 10
qui ne présente alors que des surfaces en BFUP, les
coffrages d'appui recevant des dalles de transitions 4
préfabriquées en BFUP. La languette 17 permet d'assurer
un scellement efficace du chaperon de protection 16 avec
le béton des coffrages de nervure longitudinale 13.1. Un
garde-corps 18 est ensuite fixé à l'aplomb de chaque
nervure longitudinale 13.1 à l'aide de chevilles
mécaniques 19 traversant le chaperon de protection 16. Ce
chaperon de protection 16 possède un retour sur l'un de
ses bords longitudinaux venant au contact de la face
CA 02783596 2012-07-19
19
extérieure de la nervure longitudinale 13.1.
On obtient ainsi une passerelle 10 dont le
platelage 11 présente une résistance et une durabilité
supérieures aux solutions de passerelle existantes.
Avantageusement, la partie supérieure 12.1 des
éléments transversaux 12 comprend une surface supérieure
12.4 moulée sur matrice bois, donnant ainsi à l'élément
transversal 12 l'aspect d'un platelage en bois. Le BFUP
dans lequel est composé l'élément transversal 12.1 peut
également être teinté afin de souligner encore l'aspect
bois de celui-ci.
Ainsi, l'invention permet de réaliser, sans
l'intervention de main d'oeuvre qualifiée ni moyens de
levage lourds, des ouvrages soutenus en béton d'une
manière rapide et économique. Ces ouvrages possèdent la
caractéristique supplémentaire de permettre des coûts de
maintenance quasi nuls, les armatures étant protégées par
une peau en BFUP très durable. La résistance au feu est
majorée par la peau en BFUP.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux
modes de réalisation décrits mais englobe toute variante
entrant dans le champ de l'invention telle que définie
par les revendications.
En particulier
- les coffrages peuvent intégrer des protrusions
sur leurs faces internes destinées à caler les
ferraillages à la distance d'enrobage minimale requise
ainsi qu'à bloquer en position les armatures dans le
coffrage ;
- les coffrages de poutres de structure 2.1
peuvent être moulés ou extrudé ;
- les coffrages de poutres de structure 2.1 ou
d'appuis 1 peuvent intégrer, dès la préfabrication leurs
armatures ;
- les coffrages de poutres de structure 2.1
CA 02783596 2012-07-19
peuvent intégrer les profils d'étanchéité : une des deux
âmes comporte un élément saillant perpendiculaire à l'âme
et dirigé vers l'extérieur du coffrage. Cet élément est
implanté de manière tangente à la partie supérieure de
5 l'âme et a une longueur lui permettant de reposer sur une
autre protrusion destinée à le recevoir et implantée sur
l'âme de l'élément suivant ;
- les coffrages peuvent intégrer des oreilles ou
poignées de manutention ou de levage, renforcées ou non
10 d'armatures ;
- la section des coffrages de poutres de
structure 2.1 peut être en I en T ou en TT avec
l'intégration de tout ou partie du ferraillage
nécessaire ;
15 - les coffrages peuvent ne pas contenir
d'éléments de précontrainte ;
- les armatures peuvent être actives ou passives,
éventuellement précontraintes lors de la préfabrication
ou après bétonnage sur site ;
20 - l'espacement des coffrages de poutres de
structure 2.1 peut être réalisé à l'aide de peignes de
positionnement ;
- les plaques en BFUP peuvent recevoir, dès la
préfabrication la finition définitive requise : enduite,
lasurée, engravée ;
- les profilés d'étanchéité 2.3 peuvent avoir une
section en FI (figure 5) ;
- bien que, ici, les encoches 14 reçoivent des
éléments transversaux 12 dont la section est en T,
l'invention s'applique également à d'autres formes
d'encoche et de section de poutres correspondantes comme
par exemple des sections rectangulaires, en L, en I ;
- bien qu'ici, la passerelle 10 ne comprenne que
deux nervures longitudinales 13.1, l'invention s'applique
également à une passerelle comprenant plus de deux
CA 02783596 2012-07-19
21
nervures longitudinales, les nervures additionnelles
étant pourvues sur leurs deux faces d'encoches
accueillant des éléments transversaux 12 ;
- bien que, ici, les éléments transversaux 12
soient réalisés en BFUP, l'invention s'applique également
à des éléments transversaux réalisés en d'autres matières
comme par exemple la pierre, le bois, le métal, le béton
standard ;
- bien que, ici, une face supérieure 12.4 de
l'élément transversal 12.1 soit moulée sur matrice bois,
l'invention s'applique également à des éléments
transversaux n'ayant aucun moulage en partie supérieure
ou portant d'autres types de moulages tels que
indentations, larmes, rainures, ergots anti-dérapants ;
- bien que, ici, le chaperon de protection 16
soit fixé au béton remplissant les nervures
longitudinales 13.1 par scellement, l'invention
s'applique également à d'autres modes de fixation comme
le chevillage mécanique ou chimique ;
- bien que, ici, un béton est coulé dans les
nervures longitudinales 13.1 avant la pose des éléments
transversaux 12, l'invention s'applique également à une
unique phase de bétonnage solidarisant les armatures
longitudinales 2.2, le coffrage de nervure longitudinale
13.1 et les éléments transversaux 12 avec les coffrages
d'appui 1 et les massif 100.
