Procédé de construction d'un pont avec tablier de structure mixte en acier et en béton.
La présente invention est relative à un procédé pour construire un pont présentant une ou plusieurs travées et comprenant un tablier de structure mixte en acier et béton. Cette invention constitue un perfectionnement apporté à l'objet du brevet principal n[deg.] 831.670 au nom du demandeur.
Dans le cas d'un porit à au moins deux travées, dont le tablier repose sur deux appuis extrêmes et au moins, un appui intermédiaire, le procédé connu prévoit d'une manière générale
- qu'on monte sur les appuis, une poutre métallique constitutive du tablier,
- qu'on dispose une dalle en béton, préfabriquée et de préférence alvéolée, sur la poutre métallique, en chevauchement de l'appui intermédiaire, la dalle en béton s'étendant sur une partie des travées relatives à cet appui intermédiaire, et on solidarise cette dalle en béton à cette poutre métallique,
- qu'on applique une préconpression à la dalle en béton pour engendrer dans l'ensemble de cette dalle en béton et de la poutre métallique, un état de précontrainte créant essentiellement d'une part,
des tensions de compression dans la dalle en béton et dans la zone supérieure de la partie de la poutre métallique sous-jacente à cette dalle en béton �t d'autre part, des tensions de traction dans la zone supérieure des parties restantes de la poutre métallique, situées de part et d'autre de la dalle en béton, et des tensions de compression dans la zone inférieure de ces parties restantes de cette poutre métallique,
- et qu'on réalise le restant du dallage en béton du tablier en maintenant l'état de précontrainte susdit dans l'ensemble de la dalle en béton et de la poutre métallique.
Dans le cas d'un pont à une seule travée, dont le tablier repose sur deux appuis où sont créés des encastrements élastiques, le procédé connu prévoit :
- qu'on monte sur les appuis une poutre métallique constitutive du tablier,
- qu'on dispose sur la poutre métallique, deux dalles en béton préfabriquées et de préférence alvéolées s'étendant respectivement à partir des appuis, suivant des longueurs égales, sur une partie de la travée, et on solidarise les deux dalles en béton à la poutre métallique,
- qu'on applique une précompression à chaque dalle en béton pour engendrer dans l'ensemble des deux dalles en béton et de la poutre métallique, un état de précontrainte créant essentiellement d'une part, des tensions de compression dans les dalles en béton et dans la zone supérieure des deux parties de la poutre métallique,sous-jacentes à ces deux dalles
en béton, et d'autre part, des tensions de traction dans la zone supérieure de la partie restante de
la poutre métallique, située entre les deux dalles en béton, et des tensions de compression dans la zone inférieure de cette partie restante de cette
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- et qu'on réalise le restant du dallage en béton du tablier de la travée en maintenant l'état.de.précontrainte susdit dans l'ensemble des dalles en béton et de la poutre métallique.
Dans le procédé. connu, on peut préfabriquer
les dalles en béton de préférence alvéolées avant de
les placer sur la poutre métallique ou les' couler
in situ sur cette dernière.
Le perfectionnement actuel concerne particulièrement la préfabrication de la dalle en béton permettant d'éliminer les effets du retrait et du fluage du béton de cette dalle et d'assurer ainsi son meilleur rendement dans le comportement d'ensemble de la structure du pont.
Le perfectionnement en question permet d'annuler pratique-
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sion dans le 'béton, dues aux effets du retrait et du fluage de ce béton et conséquemment les variations correspondantes des tensions de compression dans la partie supérieure de la poutre métallique)sous-jacente à la dalle et les variations des tensions de traction dans la partie inférieure correspondante de cette poutre. L'idée de base du perfectionnement consiste d'une part, dans la structure spéciale des parois du coffrage de coulée de la dalle permettant le libre retrait du béton dans toute sa masse, et d'autre part, dans l'attente de la mise en oeuvre de la dalle après coulée, permettant le vieillissement suffisant de ce béton.
En fait, selon le procédé perfectionné actuel,
on coule la ou chaque dalle en béton dans un coffrage pourvu latéralement , sur au moins une partie de sa hauteur, d'éléments métalliques successifs indépendants, légèrement séparés l'un de l'autre et présentant des goujons ou analogues par lesquels on les ancre au béton de la dalle.
On laisse ensuite la ou chaque dalle telle quelle pendant une période relativement longue et suffisante pour permettre au béton de prendre son retrait et pour en réduire le fluage. On dispose ensuite la daLle en béton ainsi obtenue sur la poutre métallique et on fixe les éléments métalliques
à la semelle supérieure de la poutre métallique pour solidariser la dalle en béton à cette poutre métallique.
Dans le cas où des deuxièmes et même des troisièmes dalles en béton préfabriquées sont utilisées conjointement aux premières pour réaliser les états de précontrainte conformément au brevet principal, on opère pour préfabriquer ces deuxièmes et troisièmes dalles comme pour ces premières. Il peut aussi en être de même pour les dalles restantes en béton du tablier, non nécessairement précon'craintes .
Dans le procédé perfectionné, on peut souder entre eux les éléments métalliques du coffrage de la ou de chaque dalle en béton, après la période susdite et avant
le montage de cette dalle sur la semelle supérieure de la poutre métallique .
En pratique, dans le procédé perfectionné actuel on fait reposer les éléments métalliques du coffrage de la dalle sur la base de ce coffrage ; en. sorte de les faire prendre appui à l'usage sur la semelle supérieure de la poutre métallique lors du placement de la dalle préfabriquée sur cette dernière. D'autre part, on peut utiliser des plats ou des cornières en acier comme éléments métalliques pour les parois latérales du coffrage. Les plats alignés par un support ou un guide commun ont leurs bords inférieurs qui sont soudés à la semelle supérieure de la poutre métallique pour solidariser la dalle à cette dernière. Les cornières alignées par un guide commun ont leurs ailes inférieures qui sont soudées ou boulonnées à la semelle supérieure de la poutre métallique pour solidariser la dalle à cette dernière.
En variante, dans le procédé perfectionné actuel, on peut aussi utiliser des plats perforés par exemple en leur centre, comme éléments métalliques. Dans ce cas, dans le coffrage de coulée de la dalle, on prévoit des noyaux respectivement disposés contre les plats vis-à-vis de leurs trous centraux. Après coulée de la dalle et enlèvement des noyaux, la dalle présente des évidements derrière les plats et en regard des trous centraux de ceux-ci . Dès lors, pour solidariser la dalle à la poutre métallique après la période 'd'attente susdite, on boulonne les plats de la dalle à un autre plat continu soudé préalablement et de champ sur la face supérieure de la semelle supérieure de cette poutre métallicue , lequel autre plat est perforé en conséquence au droit des trous centraux des plats de la dalle.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description et des dessins
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quement et à titre d'exemple seulement , des formes de réalisation de l'invention.
- Les figures 1a à 1h sont des schémas illustrant les phases successives du procédé de construction d'un pont à au moins deux travées.
Les figures 2a à 2h sont des schémas analogues illustrant les phases successives du procédé de construction d'un pont à une seule -travée.
- La figure 3 est une coupe transversale partielle d'une première forme de réalisation de la dalle en béton préfabriquée)mise en oeuvre dans le procédé de fabrication d'un des ponts susdits.
- La figure 4 est une coupe longitudinale de la première forme d'exécution de la dalle en béton en cours d'exécution du procédé.
- La figure 5 est une coupe transversale partielle d'une deuxième forme de réalisation de la dalle en béton.
- La figure 6 est une coupe longitudinale de la deuxième forme d'exécution de la dalle en béton également en cours d'exécution du procédé.
- La figure 7 est une coupe transversale partielle d'une troisième forme de réalisation de la dalle en béton, placée sur la poutre métallique.
- La figure 8 est une vue en plan partielle de la troisième forme d'exécution de la dalle en béton, placée sur la poutre métallique.
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le pont réalisé par le procédé actuel comprend essentiellement un tablier 1 de structure mixte en acier et béton. En substance, le tablier 1 comporte des poutres métalliques 2 par exemple en forme de I et des dalles pré-
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ques 2.
Dans le premier exemple, le tablier 1 repose sur des appuis extrêmes, c'est-à-dire des culées 4 et 5 et sur des appuis intermédiaires, c'est-à-dire sur des piles 6 et 7 (figure la).
Pour réaliser le pont, on monte la poutre métallique 2 sur les culées 4 et 5 et sur les piles 6 et
7 (figure 1b).
On dispose ensuite une dalle inférieure 8 en béton armé, préfabriquée ou coulée in situ, sur la semelle inférieure de la poutre métallique 2, au droit de chacune des piles 6 et 7. Chaque dalle inférieure 8 s'étend sur les travées partant de la pile correspondante 6 ou 7. L'épaisseur de chaque dalle inférieure 8 diminue régulièrement sur deux cotés à partir de la pile correspondante 6 ou 7 (figure 1c).
On- place ensuite une dalle supérieure 3 préfabriquée en béton armé sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2, au droit de chacune des piles 6 et 7. Chaque dalle supérieure 3 d'épaisseur constante s'étend sur les travées partant de la pile correspondante 6 et 7 sensiblement comme la dalle inférieure 8. Après placement, on solidarise chaque dalle supérieure 3 à la semelle supérieure de la poutre métallique 2 (figure 1d) .
On applique ensuite une précompression à chaque
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un état de précontrainte essentiellement dans l'ensemble
des dalles supérieures 3 et de la poutre métallique 2. L'état de précontrainte crée principalement d'une part,
des tensions de compression dans les dalles supérieures 3
et dans la zone supérieure des parties de la poutre métallique 2, sous-jacentes aux dalles 3, et d'autre part, des tensions de traction dans la zone supérieure des parties restantes de la poutre métallique 2 non sous-jacentes aux dalles
3 et des tensions de compression dans la zone inférieure de ces parties restantes de la poutre métallique 2 .
On place ensuite deux deuxièmes dalles supérieures 3' préfabriquées en béton armé, sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2, de part et d'autre
de chaque première dalle supérieure 3 et adjacemment à
cette dernière. On maintient alors le premier état de précontrainte précité. Chaque deuxième dalle supérieure
3' présente une épaisseur constante comme chaque première dalle supérieure 3. Après placement, on solidarise les deuxièmes dalles supérieures 3' notamment à la semelle
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De ce fait, on engendre un deuxième état de précontrainte s'ajoutant au premier, essentiellement dans l'ensemble
<EMI ID=7.1>
L'état de précontrainte résultant crée principalement, d'une part, des tensions de compression dans les dalles
<EMI ID=8.1>
dans la zone supérieure des parties restantes de la poutre métallique 2,non sous-jacentes aux dalles 3 et 3' et des tensions de compression dans la zone inférieure de ces parties restantes de la poutre métallique 2.
On réalise ensuite le restant 9 du dallage en béton du tablier 1 en maintenant le deuxième état de précontrainte dans l'ensemble de la poutre métallique 2 et des dalles supérieures 3 et 3' (figure 1h). Le restant
9 du dallage peut être réalisé avec des dalles préfabriquées non précontraintes.
Dans le deuxième exemple, le tablier 1 du pont
à une seule travée repose sur deux appuis extrêmes c'està-dire sur deux culées 4 et 5 (figure 2a).
Pour réaliser le pont, on monte la poutre métallique 2 sur les culées 4 et 5 (figure 2b).
On dispose ensuite une dalle inférieure 8 en béton armé, -préfabriquée ou coulée in situ, sur la semelle inférieure de la poutre métallique 2, à partir de chacune des culées 4 et 5. Chaque dalle inférieure 8 s'étend sur le travée en présentant de préférence une épaisseur régulièrement décroissante à partir de la culée correspondante 4 ou 5 (figure 2c).
On monte ensuite une dalle supérieure 3 préfabriquée en béton armé sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2, à partir de chacune des culées 4 et
5. Chaque dalle supérieure 3 présente pour sa part, une épaisseur constante. Après placement, on solidarise chaque dalle supérieure 3 à la semelle supérieure de la poutre métallique.2 (figure 2d).
On applique ensuite une précompression à chaque dalle supérieure 3 (figure 2e). De la sorte, on engendre un état de précontrainte essentiellement dans l'ensemble des dalles supérieures 3 et de la poutre métallique 2. L'état de précontrainte crée principalement d'une part, des tensions de compression dans les dalles supérieures 3 et dans la zone supérieure des parties de la poutre métallique 2,sous-jacentes aux dalles 3, et d'autre part, des tensions de traction dans la zone supérieure de la partie de la poutre métallique 2 située entre les dalles 3 et des tensions de compression dans la zone inférieure de cette partie de la poutre métallique 2 non sous-jacente aux dalles 3.
On place ensuite une deuxième dalle supérieure
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de la poutre métallique 2,à côté de chaque première dalle supérieure 3 et adjacemment à cette dernière. On maintient alors le premier état de précontrainte précité. Chaque
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te comme chaque première dalle supérieure 3. Après placement, on solidarise les deuxièmes dalles supérieures 3' notamment à la semelle supérieure de la poutre métallique 2 (figure 2f).
On applique ensuite une précompression à chaque groupe de dalles supérieures 3 et 3' (figure 2g). De ce fait, on engendre un deuxième état de précontrainte s'ajoutant au premier, essentiellement dans l'ensemble
des dalles supérieures 3 et 3' et de la poutre métallique 2. L'état de précontrainte résultant crée principalement d'une part,des tensions de compression dans les dalles supérieures 3 et 3' et dans la zone supérieure des parties de la poutre métallique 2, sous-jacentes aux dalles 3 et 3', et d'autre part, des tensions de traction dans la zone supérieure de la partie restante de la poutre métallique 2, non sous-jacente aux dalles 3 et 3' et des tensions de compression dans la zone inférieure de cette partie restante de la poutre métallique 2.
On réalise ensuite le restant 9 du dallée en béton du tablier 1 en maintenant le deuxième état de précontrainte dans l'ensemble de la poutre métallique 2
et des dalles supérieures 3 et 3' (figure 2h). Le restant 9 du dallage peut être réalisé avec des dalles préfabriquées analogues .
Au besoin, dans le premier comme dans le deuxième cas, on peut encore utiliser des troisièmes dalles supérieures préfabriquées en béton armé pour les placer contre les deuxièmes, pour les solidariser notamment à la semelle supérieure de la poutre métallique 2 et pour y appliquer une précompression engendrant un troisième état de précontrainte s'ajoutant aux précédents. Ensuite, en maintenant ce troisième état de précontrainte on achève le dallage du tablier du pont.
La préfabrication de l'une ou l'autre des dalles supérieures <3> ou 3' en béton est particulière conformément au perfectionnement actuel.
On réalise en fait une dalle 3 ou 3'en atelier ou sur un chantier de fabrication d'éléments en béton armé.
Pour faire la dalle, on utilise un coffrage dont
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parois latérales sont pourvues chacune, sur au moins
une partie de leur hauteur, d'éléments métalliques successifs indépendants entre eux. et légèrement distants ou séparés l'un de l'autre.
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3 conforme aux figures 3 et 4, les éléments métalliques des parois latérales du coffrage sont des bouts de cornière 10 en acier,maintenus alignés par un guide commun. Les ailes inférieures des bouts de cornière 10 reposent sur le fond du coffrage, tandis que les ailes supérieures pourvues de goujons 11 ou éléments analogues en acier font saillie perpendiculairement vers le haut par rapport à ce fond et constituent seules les parois de ce coffrage. En fait, les bouts de cornière. 10 sont placés l'un près de l'autre pour former entre eux des fentes très minces qui les rendent indépendants et légèrement distants l'un de l'autre et à travers lesquelles le béton coulé ne peut pas passer.
Dès lors, après placement dans le coffrage en question, des armatures non représentées, et des noyaux pour les alvéoles 12 de la dalle 3,on y coule le béton de cette dalle jusqu'aux arêtes supérieures des ailes verticales des bouts de cornière 10.
Après coulée du béton, les goujons 11 sont noyés dans ce béton en sorte que les bouts de cornière.
10 sont ancrés à la dalle 3.
Il est important de noter qu'on utilise la dalle 3 après une période relativement longue suivant la coulée du béton. Généralement on laisse la dalle 3 telle quelle pendant neuf mois environ avant de la mettre en oeuvre dans la construction du pont. Une telle période d'attente est suffisante pour permettre au béton de prendre son retrait quasi complet et pour en réduire son fluage.
De la sorte,on obtient une dalle 3 préfabriquée et alvéolée en l'enlevant du fond du coffrage et en gardant les bouts de cornière 10 qui y sont solidarisés latéralement par leurs ailes verticales tout en restant séparés et indépendants entre eux pour permettre le retrait du béton.
Au moment de la mise en oeuvre de la dalle préfabriquée 3, donc après la période d'attente subséquente
à la coulée du béton, on peut solidariser entre eux les bouts de cornière 10 pour former des bordures métalliques latérales continues dans cette dalle 3. A cet effet, on peut souder simplement entre elles les ailes verticales des bouts de cornière 10.
Ensuite, on place la dalle 3 sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2 à l'endroit voulu et on solidarise cette dalle 3 à cette semelle, par exemple en boulonnant les ailes horizontales des bouts de cornière.
10 à ladite semelle, au moyen de boulons 13. En variante,
<EMI ID=13.1> cornière 10 à la semelle supérieure en question.
Dans le deuxième cas de réalisation de la dalle 3 conforme aux figures 5 et 6, les éléments métalliques
des parois latérales du coffrage sont des bouts de plat
14 qui sont maintenus verticaux et alignés l'un après l'autre par un support ou un guide commun non représenté. Les bouts de plat 14 reposent sur le fond du coffrage et sont également pourvus de goujons 11. Pendant la coulée
du béton et la période d'attente d'environ également neuf mois, les bouts de plat 14 restent indépendants et légèrement distants l'un de l'autre , mais ensuite, ils peuvent être solidarisés entre eux par soudure pour former alors des bordures métalliques continues pour la dalle 3. La dalle 3 placée sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2 est solidarisée à cette dernière en soudant les arêtes inférieures des bouts de plat 14 à cette semelle.
Dans le troisième cas de réalisation de la
dalle 3, les éléments métalliques des parois latérales du coffrage sont encore des bouts de plat 15 qui sont aussi maintenus verticaux et alignés successivement par un support ou un guide commun non dessiné. Les bouts de plat 15 pourvus de goujons'16 d'ancrage au béton de la dalle 3 présentent chacun un ou plusieurs trous. Avant la coulée
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on place des noyaux amovibles non représentés contre ces bouts de plat 15, respectivement en regard de leurs trous.
Après coulée du béton dans le coffrage et après décoffrage de la dalle, celle-ci présente des évidements
17 en lieu et place des noyaux.
D'autre part, la semelle supérieure de la
poutre métallique 2 porte sur sa face supérieure un plat continu 18 qui y est soudé de champ dans le prolongement
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continu 18 présente des perforations se trouvant d'axe en axe à égale distance en face des trous des bouts de plat 15 de la dalle 3 préfabriquée.
Dès lors, on peut placer la dalle 3 préfabriquée sur la semelle supérieure de la poutre métallique 2 de manière à disposer les bouts de plat 15 contre le plat 18 avec leurs trous se trouvant respectivement l'un vis-à-vis de l'autre. Dans ces conditions, on peut alors
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plat continu 18 et solidariser ainsi la dalle 3 à la semelle supérieure de la poutre métallique 2.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
Method of constructing a bridge with a mixed structure deck made of steel and concrete.
The present invention relates to a method for constructing a bridge having one or more spans and comprising a mixed structure deck made of steel and concrete. This invention constitutes an improvement to the subject matter of main patent No. 831,670 in the name of the applicant.
In the case of a porit with at least two spans, the deck of which rests on two end supports and at least one intermediate support, the known method generally provides
- that a metal beam constituting the deck is mounted on the supports,
- that a concrete slab, prefabricated and preferably honeycombed, is placed on the metal beam, overlapping the intermediate support, the concrete slab extending over part of the spans relating to this intermediate support, and this concrete slab to this metal beam,
- that a pre-pressure is applied to the concrete slab to generate in the whole of this concrete slab and of the metal beam, a state of prestressing essentially creating on the one hand,
compressive stresses in the concrete slab and in the upper area of the part of the metal beam underlying this concrete slab � t on the other hand, tensile stresses in the upper area of the remaining parts of the metal beam, located on either side of the concrete slab, and of the compressive stresses in the lower zone of these remaining parts of this metal beam,
- and that the remainder of the concrete slab of the deck is made while maintaining the aforementioned state of prestressing throughout the concrete slab and the metal beam.
In the case of a single-span bridge, the deck of which rests on two supports where elastic embeddings are created, the known method provides:
- that a metal beam constituting the deck is mounted on the supports,
- that there is on the metal beam, two prefabricated concrete slabs and preferably honeycomb extending respectively from the supports, along equal lengths, on a part of the span, and the two concrete slabs are secured to the metal beam,
- that a precompression is applied to each concrete slab to generate in the set of the two concrete slabs and the metal beam, a state of prestressing essentially creating, on the one hand, compressive stresses in the concrete slabs and in the upper zone of the two parts of the metal beam, underlying these two slabs
concrete, and on the other hand, tensile stresses in the upper area of the remaining part of
the metal beam, located between the two concrete slabs, and compressive stresses in the lower area of this remaining part of this
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- and that the remainder of the concrete paving of the deck of the span is carried out while maintaining the aforementioned pre-stressed state in all the concrete slabs and the metal beam.
In the process. known, we can prefabricate
concrete slabs preferably honeycombed before
place them on the metal beam or 'pour them
in situ on the latter.
The current improvement relates in particular to the prefabrication of the concrete slab making it possible to eliminate the effects of shrinkage and creep of the concrete of this slab and thus ensure its best performance in the overall behavior of the bridge structure.
The improvement in question makes it possible to cancel practice-
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tension in the concrete, due to the effects of shrinkage and creep of this concrete and consequently the corresponding variations of the compressive stresses in the upper part of the metal beam) underlying the slab and the variations of the tensile stresses in the corresponding lower part of this beam. The basic idea of the improvement consists on the one hand in the special structure of the walls of the slab pouring formwork allowing the free shrinkage of the concrete in all its mass, and on the other hand, while awaiting the installation. implementation of the slab after casting, allowing sufficient aging of this concrete.
In fact, according to the current perfected process,
the or each concrete slab is poured into a formwork provided laterally, over at least part of its height, with successive independent metal elements, slightly separated from one another and having studs or the like by which they are anchored to the concrete of the slab.
The or each slab is then left as it is for a relatively long period sufficient to allow the concrete to shrink and to reduce creep. We then have the concrete daLle thus obtained on the metal beam and we fix the metal elements
to the upper flange of the metal beam to secure the concrete slab to this metal beam.
In the case where second and even third prefabricated concrete slabs are used together with the first to achieve the prestressing states in accordance with the main patent, one operates to prefabricate these second and third slabs as for these first ones. It can also be the same for the remaining concrete slabs of the deck, not necessarily pre-stressed.
In the improved process, the metal elements of the formwork of the or each concrete slab can be welded together, after the aforementioned period and before
mounting this slab on the upper flange of the metal beam.
In practice, in the current improved process, the metal elements of the formwork of the slab are made to rest on the base of this formwork; in. in order to make them bear during use on the upper flange of the metal beam when placing the prefabricated slab on the latter. On the other hand, steel plates or angles can be used as metal elements for the side walls of the formwork. The plates aligned by a support or a common guide have their lower edges which are welded to the upper flange of the metal beam to secure the slab to the latter. The angles aligned by a common guide have their lower flanges which are welded or bolted to the upper flange of the metal beam to secure the slab to the latter.
As a variant, in the current improved method, it is also possible to use dishes perforated, for example in their center, as metallic elements. In this case, in the casting formwork of the slab, cores are respectively arranged against the flats opposite their central holes. After casting the slab and removing the cores, the slab has recesses behind the plates and facing the central holes thereof. Therefore, to secure the slab to the metal beam after the aforementioned waiting period, the plates of the slab are bolted to another continuous flat welded beforehand and field on the upper face of the upper flange of this metal beam, which other plate is perforated accordingly to the right of the central holes of the plates of the slab.
Other details and features of the invention will become apparent from the description and the drawings.
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cally and by way of example only, embodiments of the invention.
- Figures 1a to 1h are diagrams illustrating the successive phases of the construction process of a bridge with at least two spans.
Figures 2a to 2h are similar diagrams illustrating the successive phases of the construction process of a single-span bridge.
- Figure 3 is a partial cross section of a first embodiment of the prefabricated concrete slab) implemented in the manufacturing process of one of the aforementioned bridges.
- Figure 4 is a longitudinal section of the first embodiment of the concrete slab during execution of the process.
- Figure 5 is a partial cross section of a second embodiment of the concrete slab.
- Figure 6 is a longitudinal section of the second embodiment of the concrete slab also during execution of the process.
- Figure 7 is a partial cross section of a third embodiment of the concrete slab, placed on the metal beam.
- Figure 8 is a partial plan view of the third embodiment of the concrete slab, placed on the metal beam.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
The bridge produced by the current process essentially comprises a deck 1 of a mixed steel and concrete structure. In essence, the deck 1 comprises metal beams 2, for example in the form of an I and pre-slabs.
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ques 2.
In the first example, the deck 1 rests on end supports, that is to say abutments 4 and 5 and on intermediate supports, that is to say on piers 6 and 7 (FIG. 1a).
To make the bridge, we mount the metal beam 2 on the abutments 4 and 5 and on the piers 6 and
7 (figure 1b).
A lower slab 8 of reinforced concrete, prefabricated or cast in situ, is then placed on the lower flange of the metal beam 2, to the right of each of the piers 6 and 7. Each lower slab 8 extends over the spans starting from the corresponding stack 6 or 7. The thickness of each lower slab 8 decreases regularly on two sides from the corresponding stack 6 or 7 (FIG. 1c).
A prefabricated reinforced concrete upper slab 3 is then placed on the upper flange of the metal beam 2, to the right of each of the piers 6 and 7. Each upper slab 3 of constant thickness extends over the spans starting from the pier corresponding 6 and 7 substantially like the lower slab 8. After placement, each upper slab 3 is secured to the upper flange of the metal beam 2 (Figure 1d).
We then apply a precompression to each
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a state of prestressing essentially in the whole
of the upper slabs 3 and of the metal beam 2. The state of prestressing mainly creates on the one hand,
compressive stresses in the upper slabs 3
and in the upper zone of the parts of the metal beam 2, underlying the slabs 3, and on the other hand, tensile stresses in the upper zone of the remaining parts of the metal beam 2 not underlying the slabs
3 and compressive stresses in the lower area of these remaining parts of the metal beam 2.
We then place two second upper slabs 3 'prefabricated in reinforced concrete, on the upper flange of the metal beam 2, on either side.
of each first upper slab 3 and adjacent to
the latter. The first above-mentioned prestressing state is then maintained. Every second top slab
3 'has a constant thickness like each first upper slab 3. After placement, the second upper slabs 3' are secured in particular to the sole
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As a result, a second state of prestressing is generated in addition to the first, essentially in the whole
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The resulting state of prestressing mainly creates, on the one hand, compressive stresses in the slabs
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in the upper area of the remaining parts of the metal beam 2, not underlying the slabs 3 and 3 'and compressive stresses in the lower area of these remaining parts of the metal beam 2.
The remainder 9 of the concrete paving of the deck 1 is then made while maintaining the second state of prestressing in the assembly of the metal beam 2 and the upper slabs 3 and 3 '(figure 1h). The remaining
9 of the paving can be made with prefabricated non-prestressed slabs.
In the second example, deck 1 of the bridge
with a single span rests on two end supports, that is to say on two abutments 4 and 5 (figure 2a).
To make the bridge, the metal beam 2 is mounted on the abutments 4 and 5 (figure 2b).
A lower slab 8 of reinforced concrete, prefabricated or cast in situ, is then placed on the lower flange of the metal beam 2, from each of the abutments 4 and 5. Each lower slab 8 extends over the span by presenting preferably a regularly decreasing thickness starting from the corresponding abutment 4 or 5 (FIG. 2c).
A prefabricated reinforced concrete upper slab 3 is then mounted on the upper flange of the metal beam 2, from each of the abutments 4 and
5. Each upper slab 3 has for its part, a constant thickness. After placement, each upper slab 3 is secured to the upper flange of the metal beam 2 (FIG. 2d).
A precompression is then applied to each upper slab 3 (FIG. 2e). In this way, a state of prestressing is generated essentially in all of the upper slabs 3 and of the metal beam 2. The state of prestressing mainly creates, on the one hand, compressive stresses in the upper slabs 3 and in the upper zone of the parts of the metal beam 2, underlying the slabs 3, and on the other hand, tensile stresses in the upper zone of the part of the metal beam 2 located between the slabs 3 and compressive stresses in the lower zone of that part of the metal beam 2 not underlying the slabs 3.
We then place a second upper slab
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of the metal beam 2, next to each first upper slab 3 and adjacent to the latter. The first above-mentioned prestressing state is then maintained. Each
<EMI ID = 10.1>
te like each first upper slab 3. After placement, the second upper slabs 3 'are secured in particular to the upper flange of the metal beam 2 (FIG. 2f).
Precompression is then applied to each group of upper slabs 3 and 3 '(FIG. 2g). As a result, a second state of prestressing is generated in addition to the first, essentially in the whole
of the upper slabs 3 and 3 'and of the metal beam 2. The resulting state of prestressing mainly creates, on the one hand, compressive stresses in the upper slabs 3 and 3' and in the upper area of the parts of the metal beam 2, underlying slabs 3 and 3 ', and on the other hand, tensile stresses in the upper zone of the remaining part of the metal beam 2, not underlying slabs 3 and 3' and tensions of compression in the lower area of this remaining part of the metal beam 2.
The remaining 9 of the concrete pavement of the deck 1 is then made while maintaining the second state of prestressing in the whole of the metal beam 2
and upper slabs 3 and 3 '(figure 2h). The remainder 9 of the paving can be made with similar prefabricated slabs.
If necessary, in the first as in the second case, it is also possible to use third upper prefabricated reinforced concrete slabs to place them against the second ones, to secure them in particular to the upper flange of the metal beam 2 and to apply precompression thereon. generating a third state of prestressing in addition to the previous ones. Then, by maintaining this third state of prestressing, the paving of the bridge deck is completed.
The prefabrication of one or the other of the upper concrete slabs <3> or 3 'is particular in accordance with the current improvement.
In fact, a slab 3 or 3 'is produced in the workshop or on a site for the manufacture of reinforced concrete elements.
To make the slab, we use a formwork whose
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side walls are each provided, on at least
part of their height, of successive metal elements independent of each other. and slightly distant or separated from each other.
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3 according to Figures 3 and 4, the metal elements of the side walls of the formwork are steel angle pieces 10, kept aligned by a common guide. The lower flanges of the angle iron ends 10 rest on the bottom of the formwork, while the upper flanges provided with studs 11 or similar steel elements protrude perpendicularly upwards with respect to this bottom and only constitute the walls of this formwork. In fact, the ends of the angle iron. 10 are placed close to each other to form between them very thin slits which make them independent and slightly distant from each other and through which the poured concrete cannot pass.
Therefore, after placing in the formwork in question, reinforcements not shown, and cores for the cells 12 of the slab 3, the concrete of this slab is poured there to the upper edges of the vertical wings of the angle iron ends 10.
After pouring the concrete, the studs 11 are embedded in this concrete so that the ends of the angle.
10 are anchored to slab 3.
It is important to note that the slab 3 is used after a relatively long period following the pouring of the concrete. Generally, the slab 3 is left as it is for about nine months before it is used in the construction of the bridge. Such a waiting period is sufficient to allow the concrete to take its almost complete shrinkage and to reduce its creep.
In this way, a prefabricated and honeycomb slab 3 is obtained by removing it from the bottom of the formwork and keeping the ends of the angle iron 10 which are attached to it laterally by their vertical wings while remaining separated and independent from each other to allow the withdrawal of the concrete.
At the time of the installation of the prefabricated slab 3, therefore after the subsequent waiting period
when the concrete is poured, the angle iron ends 10 can be joined together to form continuous lateral metal borders in this slab 3. For this purpose, the vertical wings of the angle iron ends 10 can be welded together simply.
Then, the slab 3 is placed on the upper flange of the metal beam 2 at the desired location and this slab 3 is secured to this flange, for example by bolting the horizontal flanges of the angle iron ends.
10 to said sole, by means of bolts 13. As a variant,
<EMI ID = 13.1> angle bar 10 to the upper flange in question.
In the second embodiment of the slab 3 in accordance with Figures 5 and 6, the metal elements
of the side walls of the formwork are flat ends
14 which are kept vertical and aligned one after the other by a support or a common guide, not shown. The flat ends 14 rest on the bottom of the formwork and are also provided with studs 11. During casting
concrete and the waiting period of also about nine months, the ends of the plate 14 remain independent and slightly distant from each other, but then they can be joined together by welding to then form metal borders continuous for the slab 3. The slab 3 placed on the upper flange of the metal beam 2 is secured to the latter by welding the lower edges of the flat ends 14 to this flange.
In the third case of realization of the
slab 3, the metal elements of the side walls of the formwork are also the ends of the flat 15 which are also kept vertical and aligned successively by a support or a common guide not drawn. The flat ends 15 provided with studs 16 for anchoring the concrete of the slab 3 each have one or more holes. Before casting
<EMI ID = 14.1>
removable cores, not shown, are placed against these ends of the plate 15, respectively opposite their holes.
After pouring the concrete into the formwork and after stripping the slab, it has recesses
17 instead of the cores.
On the other hand, the upper sole of the
metal beam 2 carries on its upper face a continuous plate 18 which is field welded to it in the extension
<EMI ID = 15.1>
continuous 18 has perforations located from axis to axis at an equal distance opposite the holes of the ends of the plate 15 of the prefabricated slab 3.
Therefore, the prefabricated slab 3 can be placed on the upper flange of the metal beam 2 so as to have the ends of the plate 15 against the plate 18 with their holes being respectively facing each other. . Under these conditions, we can then
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continuous flat 18 and thus secure the slab 3 to the upper flange of the metal beam 2.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization provided that these modifications are not not contradict the purpose of each of the following claims.