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La présente invention se rapporte aux aires et surfaces en béton précontraint comme par exemple les pistes d'atterrissa- ge et les routes.
Les méthodes connues de réalisation de ces pistes ou de ces routes présentent certains inconvénients.
Certains procédés sont basés sur l'utilisation de dal- les préfabriquées qui sont précontraintes dans deux directions au moyen d'un réseau de câbles.
En raison des frottements entre les dalles et le sol qui les supporte, les dimensions des aires que l'on peut réali- ser sans joints permanents restent limitées dans les deux direc- tions par la nécessité de maintenir un taux de compression mi- nimum dans le béton, même dans les dalles les plus éloignées des extrémités des cêbles; par conséquent, une route ou piste de ce genre, ou'généralement une aire, dont une dimension dépas- se un.certain minimum, comporte obligatoirement des joints.
En outré, les dalles qui occupent les mailles du réseau de câbles sont de faible surface et la longueur développéedes joints est élevée. Puisque les câbles suivent au moins deux
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directions différentes, ils ont de multiples intersection.; et la nécessité de les loger dans l'épaisseur des dalles interdit dans certains cas - celui des aires destinées à un trafic rela- tivement léger - de donner aux dalles la faible épaisseur que la grande résistance des aires pré,contraintes devrait normale- ment permettre de leur donner.
D'autres procédés envisagent 'de précontraindre des dal- les de grande surface, bétonnées directement sur le sol au moyen des matériels classiques utilisés pour le bétonnage des routes.
Dans ce cas, ce sont ces méthod?s de bétonnage qui imposent un certain minimum à l'épaisseur de'la dalle coulée sur le sol et ce minimum dépasse dans la plupart des cas l'épaisseur exigée pour la résistance aux charges. La précontrainte dans la direc- tion de la largeur de l'aire est réalisée au moyen de câbles.
La précontrainte dans la direction de la longueur est réalisée en établissant des culées aux deux bouts de l'aire et en pre- nant appui sur ces culées pour.équilibrer la poussée que l'on crée dans la dalle par exemple au moyen de vérins. Le coût des culées est prohibitif si la longueur de l'aire n'est pas très grande. S'il était nécessaire d'élargir localement l'aire, il ne serait pas possible de le faire ; seule forme pratiquement réalisable en plan est la forme rectangulaire.
Si le tracé en plan comporte des courbes, des culées supplémentaires sont nécessaires.
La poussée que' 1'on crée dans la dalle en direction longitudinale afin de lui conférer la résistance nécessaire est un effort extérieur qui, à priori, peut faire flamber la dalle au même titre que loa poussée supplémentaire résultant d'un accroissement de la température.
La façon dont se comporterait en cas de bombardement une aire précontrainte suivant le procédé décrit ci-dessus est aléatoire. Il n'est pas certain que les dégâts occasionnés par'
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une bombe resteraient localisée. La'remise en état de la piste ou de la route, si elle s'avérait possible, serait sans doute délica- te et prendrait beaucoup de temps.
La présente invention a pour but de remédier à ces in- convénients et selon la. présente invention, l'aire est composée de dalles oblongues préfabriquées ayant été précontraintes lors-, de la fabrication au moyen de fils adhérents, et après être posées sur le sol compact, ces dalles sont rejointoyées et réunies entre elles au moyen de câbles soumis sur place à une précontrainte.
Afin de bien.faire comprendre l'invention, on en décri- ra ci-après quelques exemples de réalisation non limitatifs en se référant aux dessins (fig. 1 à 8) .
La figure 1 se rapporte au cas le plus simple.
Dans cette réalisation, l'aire est formée par la juxta- position de dalles a, b, c, qui lors de leur préfabrication ont été précontraintes dans la direction de leur longueur par des fils adhe rents (non représentés).
Ces dalles sont reliées sur place par des câbles de pré. contrainte, tels que ceux représentés en 1 qui sont munis à leurs extrémités en 2 et en 3 d'organes d'ancrage d'un type quelconque connu (non représentés). Il n'y a donc des câbles que dans une direction,ce qui, joint à la préfabrication, permet d'envisager la construction de revêtements très minces, pour des routes par exemple.
Chaque câble tel que 1 pouvant comporter un nombre très faible de fils, et même un seul fil, des épaisseurs de 6 cm ou de 5 crn, ou même de 4 cm deviennent pratiquement possibles.
Les alésages menaés dans les dalles ou les gaines noyées dans le béton et destinées à recevoir les câbles peuvent s'évaser légèrement vers les bords de la dalle afin de faciliter l'enfilage des câbles.Les fils tendus sur place sont protégés contre la corrosion par une des méthodes connues. Ils peuvent auss être galvanisés.
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Comme le montrent les figures 2 et 3, les fils enduits d'un produit de glissement et de protection ou munis d'une gaine protectrice peuvent éventuellement se trouver sous les dalles.
Dans le cas de la figure 2 (coupe verticale), un câble 1 traverse la dalle de rive a qui est alors plus épaisse que les autres et ce câble s'étend sous les dalles b, c, etc. pour s'en- gager dans la dalle de rive prévue à l'autre extrémité. Le câble est donc alors rectiligne sur toute sa longueur et les dalles ent toutes la même épaisseur, les deux dalles de rive exceptées, qui présentent des alésages ou des rainures destinés à recevoir les fils tendus sur place.
On peut également maintenir la même épaisseur pour-tou- tes les dalles en prévoyant un alésage ou rainure incliné dans les dalles de rive (fig. 3) et une déviation du câble en 4.
Dans le cas des figures 2 et 3, un ancrage vertical, représenté schématiquement en 4, peut être nécessaire, soit au droit du joint entre la dalle de rive épaissie a et la dalle voi- sine b dans le cas de la figure 2, soit au droit de la déviation des fils dans le cas de la figure 3. Cet ancrage contrecarre l'ef- fort de soulèvement que ressentent les dalles de rive et éventuel- lement les dalles voisines et qui naît au moment de la mise en ' tension des fils 1. Ces ancrages 4 peuvent, par exemple,prendre la forme de tiges barbelées et galvanisées ou de piquets à parois rugueuses.
Une aire constituée suivant la figure 1 est obligatoire- nient de surface relativement faible. Sa largeur, égale à la lon.- gueur des dalles préfabriquées, est limitée par les possibilités de manutention et de transport. Sa longueur maximum est déterminée par la nécessité, déjà mentionnée dans le préambule, de limiter les pertes de précontrainte dues au frottement entre les dalles et le sol.
Une aire plus étendue peut évidemment être constituée
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par la juxtaposition d'une série d'aires analogues à celle re- présentée par la figure 1, deux aires adjacentes se touchant ou bien suivant le bord CD ou le bord EF, ou bien suivant le bord CE ou le bord DF.
Il n'existe toutefois alors aucune précontrainte sur les facettes verticales coïncidant avec les joints entre les aires successives et ces joints ne sont pas capables de transmettre des moments fléchissants ou des efforts tranchants; en outre, ils s'ouvrent ou se referment selon les conditions climatiques.
Quand il s'agit d'une route, OU généralement d'une aire d'une largeur ne dépassant pas 10 à 20 mètres, la longueur des dalles préfabriquées peut être égale à la largeur de l'aire, et celle-ci peut consister en une série d'aires, telles que celle de la figure 1, qui se touchent suivant les côtés courts CE et DF. La route (ou autre aire) comporte ainsi un certain nombfe de joints permanents, mais ce nombre est nettement inférieur à ce- lui des joints que présente une route ordinaire en béton. L'équi- distance des joints, au lieu d'être de l'ordre d'une quinzaine de mètres, peut être de l'ordre de 100 à 200 mètres ou au-delà; selon l'intensité des frottements et celle des précontraintes engendrées au moyen des câbles.
Cette réduction marquée du nom- bre de joints permanents constitue un avantage important des ai- res, de largeur limitée, constituées suivant l'invention d'après les indications du présent paragraphe.
Quand l'aire à construire est large, sa largeur dépas- sant par exemple 30 mètres, on devrait juxtaposer les aires tel- les que celle de la figure 1 suivant les côtés longs CD et EF.
Dans ce cas, l'aire, la piste par exemple, comporterait un grand nombre de joints permanents avec tous les inconvénients bien connus qui en résultent.
Suivant l'invention, les joints permanents sont complè- tements supprimes en disposant les dalles comme l'indique la fi-
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gure à titre d'exemple; c'est-à-dire que les joints 5 sont décalés et que pour les dalles d'une rangse les joints 5 se trou- vent en un emplacement qui correspond par exemple à peu près au milieu d'une dalle des rangées voisines. La largeur de l'aire, qui est maintenant mesurée parallèlement aux câbles tels que 1, reste limitée, quoiqu'elle puisse être égale à la longueur de l'aire représentée par la figure 1, c'est-à-dire de l'ordre de 100 à 200 mètres. Cependant la longueur, mesurée Ici parallèle- ment à la longueur des dalles, est maintenant Illimitée.
Le pro- . cédé qui vient d'être décrit peut s'appliquer aussi bien dans le cas d'une aire dont la largeur est de l'ordre de celle d'une rou- te que dans le cas d'une aire dont la largeur est de l'ordre de celle d'une piste d'atterrissage.
Deux dalles voisines, telles que d et e, faisant par- tie de rangées différentes ne peuvent pas se déplacer l'une par rapport à l'autre, puisqu'elles sont puissamment appliquées l'une contre l'autre par les câbles de précontrainte 1. Hais deux dal- les voisines d'une rangée, telles que d et f, ne peuvent pas non plus s'écarter, leur position relative étant maintenue par l'in- termédiaire des dalles adjacentes e et g,.
Quelle que soit sa longueur, toute l'aire se comporte donc comme un monolithe. Une variation de la température ne provo- que aucun déplacement longitudinal des dalles suffisamment éloi- gnées des deux extrémités de l'aire, le frottement entre le sol et les zones terminales empêchant tout mouvement de la portion centrale de l'aire. Les compressions ou tractions longitudinales qui résultent d'une augmentation ou d'un abaissement de la tempé- rature sont transmises d'une dalle aux dalles voisines par le frot tement qu'occasionnent dans les joints longitudinaux les précon- traintes transversales produites au moyen des câbles tels que 6.
Dans la zones terminales de l'aire, les variations de température provoquent des glissements des dalles par rapport au sol et les compressions ou tractions thermiques sont ici plus faibles
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que dans la portion médiane de l'aire.
Sur le béton d'une section verticale transversale quel- conque,telle que GH, il existe un effort de précontrainte qui n'est d'ailleurs pas uniformément réparti si cette section coïncide avec certains joints transversaux entre dalles tels que 7. Dans son ensemble, cette section est donc capable de transmettre des moments fléchissants et des efforts tranchants. Les affaiblissements locaux dus à l'existence des joints tels que 7 seront d'autant plus insi- gnifiants que la largeur des dalles individuelles sera petite par rapport à la largeur totale de l'aire, et que le nombre de joints' tels que le joint 7 rencontrés par une section transversale quel- conque sera plus faible. Ce nombre dépend du décalage entre les deux joints (tels que 8 et 9) les plus proches l'un de l'autre en direction longitudinale.
Ce 'décalage dépend à son tour de la disposition générale des dalles.
Il est évident que l'agencement représenté par la figure 4 n'est donné qu'à titre d'exemple et que beaucoup d'autres agence- ments sont.possibles. Il est également évident que les dalles ne doivent pas nécessairement être toutes de même longueur.
Le béton d'une aire constituée suivant le principe il- lustré par la figure 4 est précontraint dans les deux directions.
La longueur de l'aire peut être grande ou faible. Il est possible, sans sujétion spéciale, d'élargir ou de rétrécir localement la piste ou la route. Plus généralement, la forme de l'aire en plan ne doit pas être choisie parmi les formes géométriques simples ou régulières, pourvu que sa largeur ne soit nulle part trop grande..
La précontrainte longitudinale ne s'accompagne pas d'un effort longitudinal extérieur pouvant provoquer le flambement
En coupe longitudinale, les rayons de courbure peuvent donc être plus petits que dans le cas d'une' piste enfermée entre deux culces. Dans le cas d'une aire construite selon l'invention, seul l'effort longitudinal dû à un accroissement de la température ou à une humidification du baton pourrait occasionner le flambement En cas de bombardement, les dégâts causés par une bombe reste-
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raient sans aucun doute localisés.
Les précontraintes transversales dépendent très peu des conditions thermo-hygrométriques. En direction longitudinale, les précontraintes créées par les fils adhérents dans les dalles préfabriquées devront être suffisantes pour qu'un abaissement de la température et la dessication du béton par temps sec lais- sant subsister des compressions de l'intensité requise pour la résistance aux charges mobiles.
A ce point de vue, il sera avantageux de tendre les cibles transversaux quand les dalles se sont contractées au maxi- mum, c'est-à-dire par temps sec et froid et entre minuit et le lever du soleil.
Telle que l'aire est représentée par la figure 4, un joint tel que 7 n'est pas capable de transmettre des moments flé- chissants ou des efforts tranchants et dans une zone d'étendue très restreinte de part-et d'autre du joint le béton n'est'presque pas précontraint.
L'importance des effets de l'existence du joint peut être réduite en donnant aux extrémités de deux dalles successi- ves d'une même file des formes telles que ces dalles s'imbriquent l'une dans l'autre.
La figure 5 représente à titre d'exemple une forme à saillies et redents qu'il est possible de donner aux bords des dalles du côtés où ces bords touchent les bords de la dalle contiguë dans la file.
Il est évident que tous les fils adhérents prévus en direction longitudinale des dalles ne s'arrêtent qu'au joint même et qu'ils s'étendent par exemple jusqu'à l'extrémité des 'dents les plus longues.
La figure 6 représente une réalisation dans laquelle les dalles d'une même file se touchent par des bords obliques (référence 10), sait un moyen plus simple d'éviter qu'il n'y ait des endroits où, très localement, la capacité de transmettre des efforts tranchants et des moments fléchissants manque totalement .-Les deux livres de chaque joint tel que 10 sont
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appliquées l'une contre l'autre par les efforts existant dans les câbles transversaux 6.
Il s'ensuit qu'une charge isolée, même agissant en un point tel que J, ne pourra plus produire une dé- flexion du bord de la dalle h sans entraîner le bord de la dalle adjacente d, Les charges mobiles ne pourront donc, en aucun endroit, provoquer des dénivellations entre les dalles qui, selon l'Invention, constituent l'aire précontrainte.
Il est évident que les joints peuvent avoir de multi- ples formes..
La figure 7 en donne un autre exemple, dans lequel les bords comprennent deux arêtes 11-12. disposées l'une par rap- port à l'autre suivant un angle.
De nombreuses variantes peuvent être envisagées en ce qui concerne la disposition des dalles.
La figure 8 en donne un exemple dans lequel dans cha- que file, lesdalles m sont en forme de parallélogramme et se tou. chent par leurs plus grands côtés disposés en oblique, tandis que les petits côtés viennent en contact avec ceux des dalles de la rangée voisine. Comme le montre cette figure, les obliquités peuvent être inverses dans deux rangées voisines.
Il est facile d'imaginer un grand nombre de combinai- sons semblables, le principe étant toujours de réunir des dalles préfabriquées précontraintes par des fils adhérents, à l'aide de câbles tendus après pose et rejointoiement des dalles; les for- mes des dalles, leur agencement et la disposition des câbles se- ront tels que les précontraintes créées au moyen des câbles appli- quent les lèvres de tous les joints les unes contre les autres de façon à éviter les dénivellations de part et d'autre des joints et à conférer à ces joints une résistance aux efforts tranchants et aux moments fléchissants.