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MÉMOIRÉ DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Messieurs Carlos WETS et André PADUART Estacades et ouvrages similaires en béton et procédé de construction de ces ouvrages.
La présente invention est relative aux estacades et ouvrages analogues qui, par leur destination, sont exposés à subir des chocs importants, et doivent se comporter de façon à réduire les avaries qui peuvent en résulter.
Dans le cas des estacades, notamment, qui délimitent le chenal d'accès des ports ou qui servent au guidage et à l'accostage des bateaux, il faut qu'en cas d'abordage accidentel, les avaries causées au navire soient aussi petites que possible et que les réparations à l'estacade puissent être faites rapidement et à peu de frais.
Ce sont les estacades en bois qui jusqu'à présent répondaient le mieux à cette double condition. En effet, la résistance au choc des pilots et des entretoises en bois est suffisamment faible vis-à-vis de la résistance de la coque du navire abordeur pour que celui-ci subisse un minimum d'avaries; de plus, l'énergie que peut absorber une telle estacade est suffisante pour annuler la force vive du navire et arrêter rapidement celui-ci; enfin le bois est un matériau qui se prête particulièrement bien aux réparations grâce à la facilité avec laquelle on peut le scier et l'assembler.
Les avantages de l'emploi du bois pour la construction des estacades sont cependant contrebalancés dans une certaine mesure par des inconvénients. Le bois résiste mal à une succession prolongée d'immersions et d'émersions; on est généralement obligé de recourir à l'utilisation de bois exotiques de la famille des eucalyptus, dont le prix est très élevé, mais ces bois eux-mêmes ne sont pas réfractaires à l'attaque de certains organismes marins qui peuvent amener une destruction rapide de l'ouvrage. Il s'ensuit que le coût de la construction et le coût de l'entretien d'une estacade en bois sont extrêmement élevés.
On a songé à remplacer le bois par d'autres matériaux, notamment le métal et le béton. Les profilés métalliques conviennent toutefois moins bien que les pièces de bois à la construction d'estacades et d'ouvrages analogues. Leur élasticité est moindre tandis que leur résistance est plus grande, de sorte que les avaries causées au navire sont plus importantes. De plus, la réparation d'une estacade métallique est plus difficile que celle d'une estacade en bois car le travail de l'acier nécessite un outillage
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plus compliqué que celui du bois. Enfin l'entretien destiné à com- battre la corrosion des estacades métalliques est très important.
Quant au béton armé, si ce matériau satisfait aux con- ditions d'économie de fabrication et d'entretien normal, il est par nature raide et fragile et ne répond nullement aux qualités que doit présenter une estacade. Ainsi, la déformabilite élastique d'une ossature en béton est beaucoup trop faible pour pouvoir absor- ber un choc d'abordage sans causer d'importantes avaries au navire.
En outre, la fragilité du béton est telle qu'au moindre choc il peut se produire des fissures qui sont toujours dangereuses car elles peuvent favoriser une oxydation locale des armatures; les réparations d'une estacade en béton seront donc fréquentes et, de plus, difficiles et coûteuses car elles exigent le nettoyage soigné des parties avariées.
La présente invention a pour but de rendre l'utilisation du béton applicable aux estacades et ouvrages analogues dans des conditions propres à réaliser l'élasticité nécessaire, à conserver les avantages économiques inhérents au béton et à supprimer les inconvénients signalés ci-dessus.
A cet effet, l'ossature de l'estacade ou autre ouvrage suivant l'invention est for.née d'éléments en béton, armes ou non, fabriqués d'avance,que l'on dispose suivant les aretes de paralle- lipipèdes jointifs et que l'on assemble en prévoyant de préférence un emboîtement mutuel de leurs extrémités pour empêcher leur sépa- ration par glissement latéral ; liaison entre ces éléments est réalisée par des tirants métalliques que l'on dispose suivant les diagonales des parallélipipèdes ou/et suivant les projections des diagonales sur certaines de leurs faces, et auxquels on appli- que une légère tension de pose destinée à supprimer les jeux. On obtient ainsi une ossature formée d'éléments comprimés en béton solidarisés et haubanés par des tirants.
Etant donne l'absence de rigidité aux sommets des parallèlipipèdes, chacun des éléments de béton peut décrire une légère rotation par rapport aux éléments contigus, l'ossature peut suivre librement les allongements des tirants sollicités par les efforts horizontaux appliqués à l'es- tacade et présente donc une déformabilité importante.
Les tirants sont constitués de préférence d'un acier spécial à haute résistance car l'énergie qu'ils peuvent absorber avant de se rompre est d'autant plus grande que leur limite élas- tique et que leur charge de rupture sont grandes. La tension de pose qu'ils reçoivent étant déterminée en vue de supprimer tout jeu,doit assurer, même après le retrait du béton, une bonne soli- darisation des divers éléments; cette tension de pose est cependant suffisamment faible pour que la réserve disponible d'énergie emma- gasinable par les barres soit importante.
La déformabilité de l'ensemble peut encore être aug- mentée par la réduction des surfaces de contact des éléments de béton ou par l'introduction de surfaces convexes dans la iaison de ces Éléments.
Les sections résistantes des éléments en béton sont établies de telle sorte que dans le cas d'un choc assez puissant pour produire des avaries à l'estacade, ce soient toujours les tirants qui cèdent, ce qui a pour conséquence de réduire les dégâts aux éléments en béton. Dans ces conditions, la réparation peut être faite aisément en remplaçant simplement les tirants rompus ; dans le cas oû, sous l'effet d'un choc direct, un elément en béton venait néanmoins à être détérioré, cet élément pourrait
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d'ailleurs être enlevé et remplacé avec facilité.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une estacade établie suivant l'invention.
Fig. 1 est une coupe transversale,
Fig. 2, ,une vue de côté fragmentaire,
Fig. 3, une vue schématique en perspective cavalière, échelle. Figs. 4, 5 et 6 sont des vues de détail à plus grande échelle.
Fig. 7 montre une variante en coupe transversale et
Fig. 8 est une vue en plan correspondant à la Fig. 7.
L'estacade représentée est formée d'un ensemble de pièces en béton verticales 1, longitudinales 2 et transversales 3, armées ou non, faites d'avance et réunies l'une à l'autre aux noeuds de jonction par l'intermédiaire de pièces spéciales 4 qui peuvent être;formées par des blocs de forme appropriée pu par des appendices greffés sur certaines pièces 1, 2 ou 3. Les pièces 1, 2, 3 et 4, sont assemblées entre elles par des tirants obliques 5, 5' placés deux à deux, dans les plans diagonaux des parallélipipèdes composant l'ossature (Figs. 1 et 2). Suivant une variante représentée sur les Figs. 7 et 8, les tirants ici désignés respectivement par 6 et 6' sont placés suivant les diagonales des faces transversales, et suivant celles des faces horizontales des parallélipipèdes.
Les tirants 5, 5' .et les tirants 6, 6' peuvent naturellement être utilisés conjointement. Lorsque certains éléments ont une grande portée, on peut les soutenir à l'aide de poteaux intermédiaires 1' comme représenté sur la Fig. 7.
L'ancrage des tirants 5, 5' ou 6, 6' se fait aux noeuds 4 réalisés sous forme d'éléments percés de trous obliques permettant le passage des tirants. Chacun de ces trous aboutit d'un cote à une facette perpendiculaire qui sert d'assise à une plaque de répartitions 8, les tirants étant fixés en place par des écrous 7 prenant appui sur les plaques 8. Comme indiqué à la Fig. 4, les tirants 5 et 5' doivent être légèrement décalés dans un sens ou dans l'autre par rapport aux diagonales géométriques des parallélipipèdes; les deux paires de tirants peuvent ainsi se croiser sans se rencontrer à l'intérieur des parallélipèdes, et les blocs 4 prennent de ce fait un aspect dissymétrique, d'ailleurs accentué sur le dessin.
Les tirants 5, 5', 6, 6' reçoivent, lors de leur pose, une légère tension suffisante pour assurer la solidarité des éléments formant l'ossature, mais non pour empêcher celle-ci de se déformer élastiquement sous l'action d'un choc. La faculté de déformation de l'ossature peut être augmentée en réduisant la surface de contact entre les blocs 4 et les éléments 1 adjacents, par exemple en munissant les blocs 4 de saillies 9, de façon à permettre aux noeuds de jouer comme des articulations, ou en profilant les extrémités des éléments 1 selon des surfaces convexes.
L'emboîtement des différents éléments en béton peut être réalisé au moyen de consoles 10, de tenons et de mortaises 11 (Fig. 4), de rainures ou de tout autre dispositif similaire. En ajoutant à l'ossature un certain nombre de tirants verticaux, longitudinaux ou transversaux tels que 12, soumis à une prétraction
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correspondant sensiblement à leur tension de service, il est possible de mettre les éléments en béton sous une précontrainte réelle et par conséquent de supprimer les armatures de ces éléments ainsi que les tenons et mortaises destinés à en éviter le déboitement.
On comprend que la fonction des tirants 12 est différente de celle des tirants 5 ou 6 et qu'ils ne participent pas directement à la résistance aux chocs.
Les efforts appliqués à l'estacade peuvent être reportés aux noeuds 4 par l'intermédiaire de lisses de guidage 13 en bois qui garnissent les flancs de l'estacade et évitent le contact direct du béton avec la coque du bateau. Ces efforts se décomposent suivant les différents éléments de l'ossature et engendrent des compressions dans les éléments en béton et des tractions dans les tirants obliques. Ces tractions entraînent un allongement important des tirants et par conséquent un grand déplacement du point d'application du choc. Ce déplacement avant rupture est d'autant plus grand que la limite élastique de l'acier utilisé est plus élevée. La section des tirants et la nature de l'acier seront naturellement choisies d'après l'importance des efforts que l'on peut prévoir.
L'énergie que l'estacade peut absorber avant que ne se produisent des déformations permanentes des tirants est beaucoup plus considérable (en général plus de 50 fois plus grande) que celle qui peut être absorbée avant fissuration du béton par une estacade de même importance réalisée en béton armé ordinaire.
L'ossature repose généralement sur des pilots de fondation 14 en bois ou en béton. La liaison se fait alors par exemple de la manière suivante : Apres recepage, les pieux en bois 14 sont traversés par deux broches métalliques 18 (Fig. 5). Les blocs inférieurs 4', munis de barres d'attente 19, sont posés sur les pieux au moyen de cales de réglage 20 La jonction entre les blocs 4' et les pieux 14 s'obtient en bétonnant des massifs 15 légèrement armés, qui enrobent les broches métalliques 18 et les barres d'attente 19. Dans le cas de pieux en beton armé (Fig. 6), la tête de ceux-ci est décapee et leurs armatures 21 ainsi dégagées sont enrobées dans les massifs 15.
La partie supérieure de l'estacade porte un platelage 16 et des garde-corps 17, eneléments préparés d'avance ou coulés sur place.
Les tirants métalliques sont protégés contre la corrosion par un revêtement approprié, tel qu'enduit, peinture ou couche de matière bitumineuse.
Il est bien entendu que des modifications peuvent être apportées suivant les besoins à l'exécution des constructions suivant l'invention.
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