Procédé de réalisation d'une poutre
mixte préfléchie en acier-béton La présente invention est relative à un procédé de réalisation d'une poutre mixte préfléchie. La pou-
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supérieure et l'autre inférieure, bordant longitudinalement l'âme. L'enrobage inférieur en béton entoure au moins la partie inférieure de l'armature.
Selon le procédé de réalisation de la poutre mixte préfléchie, on soumet l'armature à une préflexion. De cette manière, on crée un état de tensions de traction dans la partie inférieure et en particulier dans la semelle inférieure de l'armature et un état de tensions de compression dans la partie supérieure et en particulier dans la semelle supérieure de cette armature. D'autre part, on maintient la préflexion de l'armature pendant
la solidarisation de l'enrobage inférieur de béton à la partie inférieure prétendue de cette armature et jusqu' après la prise suffisante de ce béton.
Ainsi par les procédés de préflexion classiques, des tensions de traction sont engendrées dans la partie inférieure et particulièrement dans la semelle inférieure de l'armature en réaction aux tensions de compression créées dans la partie supérieure et particulièrement dans la semelle supérieure de cette armature. Généralement, on pourvoit les semelles inférieure et supérieure de l'armature, de renforts sensiblement équilibrés avant d'appliquer à cette armature les charges assurant sa pré-
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acier sur les semelles et on soude leurs bords à ces semelles. Les opérations de soudure des renforts aux semelles de l'armature sont longues et onéreuses et ces renforts constituent en fait un poste très important dans le prix de revient de la réalisation de la poutre mixte préfléchie,
En outre, à cause de l'élasticité requise de l'entièreté de l'armature soumise à la préflexion, 1' équilibre des parties supérieure et inférieure de cette armature ne peut être réalisé que par l'équilibre des renforts en acier susdits. Il en résulte une onéreuse surabondance d'acier dans la partie supérieure de l'armature au stade final du procédé, bien que dès lors les
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armature résultant des charges de service puissent être reprises aussi bien et plus économiquement par une semelle supérieure en béton faiblement armé ou précontraint.
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élasticité entre le métal et le béton, on n'a pas encore envisagé la possibilité de pourvoir la partie supérieure, particulièrement la semelle supérieure de l'armature préfléchie, d'un renfort en béton pour équilibrer en cours de procède les renforts en acier de la partie inférieure, particulièrement de la semelle inférieure, de cette armature, du fait que l'on considérait la préflexion comme un processus entier, ininterrompu et indivisible. Une autre conception est cette fois la base du nouveau procédé qui est applicable ainsi de préférence
à des armatures métalliques asymétriques.
De la sorte, dans le nouveau procédé, on applique la préflexion de l'armature en au moins deux étapes successives. Dans la première étape de préflexion, on soumet d'abord l'armature à une préflexion partielle en lui appliquant une partie de la force de préflexion ou une partie de l'ensemble des forces de préflexion. Alors, on enrobe la partie supérieure, respectivement la semelle
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qu'on maintient la préflexion partielle appliquée à cette armature. D'autre part, dans une deuxième étape
de préflexion, on achève ensuite totalement la préflexion de l'armature en appliquant à cette armature et à son renfort supérieur en béton, la partie restante de la force de préflexion ou la partie restante de l'ensemble des forces de préflexion, après la prise suffisante du béton de ce renfort supérieur. Enfin, on enrobe la partie inférieure, respectivement la semelle inférieure, totalement prétendue de l'armature par l'enrobage._inférieur susdit
de béton.
Ainsi, dans le premier étage de préflexion, 1<1> armature est préfléchie partiellement jusqu'à la limite acceptable des tensions de compression résultant dans sa partie supérieure et particulièrement dans sa semelle supérieure. Tout en maintenant cette préflexion partielle l'amplification de la préflexion est alors provisoirement arrêtée. La partie supérieure, particulièrement la semelle supérieure de l'armature, est alors renforcée d' un enrobage de béton armé ou précontraint. Après la prise suffisante du renfort supérieur de béton, la préflexion est ensuite poursuivie jusqu'à sa valeur finale. De la sorte, il est possible de compenser la différence d'
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éviter comme dans la préflexion classique, d'équilibrer les renforts métalliques inférieurs par des renforts métalliques supérieurs équivalents.
Le nouveau procédé peut être conjugué avec intérêt à d'autres procédés de préflexion qui sont déjà plus perfectionnés que le procédé originel et qui remédient déjà à la nécessité d'équilibre des renforts métal-liques supérieurs et inférieurs.
Selon des caractéristiques pratiques du nouveau procédé, on peut opérer dans la première étape de préflexion, en appliquant la partie correspondante de la force
de préflexion ou de l'ensemble des forces de préflexion,
sur au moins une table métallique ou mixte en acier-béton qu'on dispose avec fixation éventuelle sur la semelle supérieure de l'armature et qu'on intègre au renfort supérieur lors de la coulée du béton de ce dernier. De préférence,
la table peut présenter des conduits qui la traversent suivant la direction longitudinale de l'armature et qui servent au passage d'armatures longitudinales du renfort supérieur de béton, sous forme de ronds ou de fils de précontrainte. Autrement, la table peut aussi bien être pourvue de ronds à béton ou de fils de précontrainte la débordant en attente et servant d'armatures du renfort supérieur de béton. Ces armatures longitudinales assurent la continuité mécanique du renfort supérieur et de la table qui
y est intégrée.
Selon d'autres caractéristiques pratiques du nouveau procédé, on peut encore, dans la première étape
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ensemble des forces de préflexion, en disposant avec fixation éventuelle sur la semelle supérieure de l'armature, au moins une gaine tubulaire perdue à travers laquelle au moins un vérin de préflexion ou sa.rallonge agit directement sur cette semelle supérieure de l'armature. Alors, on intègre la gaine au renfort supérieur lors de la coulée du béton de ce dernier, au plus haut jusqu'au ras de son bord supérieur.
Selon une autre particularité du nouveau procédé permettant de réduire davantage le risque de fissuration du béton du renfort supérieur, cette fois pendant le relâchement total de la force de préflexion ou de l'ensemble des forces de préflexion, il est encore envisagé qu'après la prise suffisante du béton de l'enrobage inférieur, on relâche partiellement cette force de préflexion ou cet ensemble de forces de préflexion, tandis qu'à ce stade intermédiaire du relâchement on applique une précontrainte à ce renfort supérieur en béton.
L'invention concerne aussi une poutre mixte préfléchie réalisée selon le nouveau procédé.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description et des dessins annexés au présent mémoire qui représentent schématiquement et à titre d'exemple seulement quelques formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe transversale d' une poutre réalisable par le procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation schématique de l'armature métallique de la poutre montée avant sa préflexion sur des appuis de préflexion. <EMI ID=8.1> armature après préflexion partielle. <EMI ID=9.1> armature préfléchie partiellement et pourvue d'un renfort en béton à sa semelle supérieure. <EMI ID=10.1> armature pourvue de son renfort supérieur et préfléchie totalement. La figure 6 est une vue en perspective de la semelle supérieure de l'armature portant une première forme de réalisation d'une table en béton recevant la sollicitation de préflexion. La figure 7 est une vue en perspective analogue mais avec une deuxième forme d'exécution de la table en béton.
La figure 8 est encore une vue en perspective analogue de la semelle supérieure de l'armature portant une gaine tubulaire ultérieurement traversée en cours de procédé par le vérin ou la prolonge du vérin de préfle- <EMI ID=11.1>
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le nouveau procédé sert à réaliser des poutres mixtes préfléchies en acier-béton..
En substance, la poutre réalisée comporte une armature 1 constituée généralement-par une poutre en acier en forme de I présentant une âme 2 pleine ou ajourée et deux semelles, l'une supérieure 3 et l'autre inférieure
<EMI ID=12.1> armature 1 peut être formée par une poutre métallique complexe comportant par èxemple une âme en treillis. Les semelles 2 et 3 de l'armature 1 peuvent être au départ identiques ou différentes.
Avant sa mise en oeuvre, l'armature 1 est pourvue de renforts inférieurs en acier 5 qui sont disposés à plat le long de la semelle inférieure 4 et qui
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Au début des opérations, on monte l'armature 1 sur deux appuis de préflexion 6 et 7 qui sont immobi-
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armature 1 dont l'âme 2 est disposée verticalement repose par ses renforts inférieurs 5 sur les appuis de préfle-
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A ce moment, on soumet l'armature 1 à une préflexion partielle. A cet effet, on pose une table 8 métallique ou mixte en acier-béton sur la semelle supérieure 3, on applique sur la table 8, par exemple une force P..
de préflexion qui vaut une partie de la future force totale Pt de préflexion. Sous l'effet de la force de préflexion partielle P.., l'armature 1 est fléchie en s'incurvant comme le montre la figure 3. Dans l'armature 1, la préflexion partielle-crée un état de tensions de traction dans sa partie inférieure et surtout dans sa semelle inférieure
4 et un état de tensions de compression dans sa partie supérieure et surtout dans sa semelle supérieure 3.
Ensuite, tout en continuant à appliquer la pré-flexion partielle à l'armature 1, c'est-à-dire tout en
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table 8, on enrobe la semelle supérieure 3 et la partie supérieure de l'âme 2 par un renfort 9 en béton armé ou précontraint. A cet effet, dans un coffrage supérieur monté sur l'armature 1 de part et d'autre de l'âme 2,
on dispose des ronds à béton ou des conduits de fils de précontrainte et on coule du béton. Après prise suffisante de ce béton, on enlève le coffrage supérieur en question et on obtient une armature 1 dont la semelle supérieure 2 précomprimée est entourée par le renfort en béton 9 qui alors n'est pas encore sollicité par le procédé nouveau et actuel de préflexion étagée.
Après réalisation et durcissement du renfort supérieure en béton auquel est intégrée la table 8, on soumet l'armature 1 à la préflexion totale. Dans ce but,
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tandis que le renfort supérieur 9 en béton est fléchi à son tour dans le même sens. La force restante de préflexion P2 est déterminée pour créer dans le renfort 9 en béton armé ou précontraint, des tensions plus faibles que les tensions limites produisant la dégradation du béton de ce renfort 9 et en particulier sa fissuration. Ainsi, à ce moment, l'armature 1 est complètement préfléchie.
Enfin, tout en continuant à appliquer la préflexion totale à l'armature 1, c'est-à-dire, tout
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P2 sur la table 8, on enrobe la semelle inférieure 4 et la partie inférieure de l'âme 2 par un renfort inférieur
10 en béton armé ou précontraint. Pour cela, dans un coffrage inférieur, on dispose des ronds à béton ou des conduits de fils de précontrainte et on coule du béton. Après prise suffisante de ce béton, on décoffre l'enrobage inférieur 10 en béton et on obtient la poutre finie.
Il est à noter que le relâchement des forces
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fois ou en deux stades successifs. La première éventualité est appliquée dans le procédé classique et consiste à enlever sans discontinuité la ou les forces de préflexion en les réduisant de leur valeur maximum à la valeur nulle. La deuxième éventualité particulière au nouveau procédé est faite en réduisant la ou les forces de préflexion d'abord de leur valeur maximum jusqu'à une valeur intermédiaire et ensuite de cette valeur intermé-
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ou des forces de préflexion jusqu'à leur valeur intermédiaire conduit à un état de sollicitations intermédiaires de la poutre finie, dans lequel on maintient la préflexion partielle tandis qu'on applique alors une précontrainte au renfort supérieur 9 en béton dans le but de réduire davantage le risque de fissuration de ce béton pendant et après la suppression totale de la ou des forces de préflexion.
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armature 1 peut être faite par des moyens quelconques.
Dans les deux premiers exemples, les forces
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béton et acier.- La table 8 repose sur la semelle supérieure 3 et s'étend par exemple sur toute la largeur de cette semelle 3. La table 8 est disposée symétriquement suivant le plan ou la section de préflexion de l'armature
1. Dans le premier cas, la table 8 est pourvue de ronds à béton 11 qui la débordent et qui s'étendent suivant la direction longitudinale de l'armature 1. Les ronds à béton
11 constituent des fers en attente combinés à d'autre ^ ronds analogues armant le renfort supérieur 9. Dans le deuxième cas, la table 8 présente des conduits 12 qui s' étendent suivant la direction longitudinale de l'armature 1 et qui servent au passage et au placement de fils de précontrainte du renfort supérieur 9. Dans les deux cas,
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est coulé de préférence jusqu'à la face supérieure de la table 8 et après cette réalisation, cette table 8 est perdue et-intégrée à ce renfort 9.
Dans le troisième exemple, les forces de pré-
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par exemple métallique qui est posée verticalement sur la semelle supérieure 3 avec fixation éventuelle. La gaine 13 est disposée symétriquement suivant le plan ou la section de préflexion de l'armature 1. La gaine 13 sert au passage du vérin ou de la rallonge de ce vérin agissant ainsi directement sur la semelle supérieure 3. Lors de la réalisation du renfort supérieur 9, le béton est coulé autour de la gaine 13, au plus haut jusqu'à son bord supérieur. Après réalisation du renfort supérieur 9, la gaine 13 est perdue et intégrée à ce renfort 9.
Il est à noter que l'adhérence du béton du renfort supérieur 9 à la semelle supérieure 3 de l'armature 1 peut être nettement améliorée par des saillies 14 soudées à cette semelle 3.
La détermination des valeurs de la préflexion partielle appliquée à l'armature 1 avant et pendant la réalisation du renfort supérieur en béton 9 précité dépend des considérations suivantes.
L'étendue du premier étage de préflexion dépend de l'économie d'acier réalisée dans la partie supérieure de l'armature 1, c'est-à-dire, du degré d'asymétrie de cette armature 1, puisque dans le procédé classique de préflexion, dans lequel une telle économie d' acier n'est pas réalisée et dans lequel la symétrie entre les parties supérieure et inférieure de l'armature 1 est respectée, la préflexion faite en phase unique est poussée directement jusqu'aux tensions de traction désirées dans la partie inférieure de cette armature 1 .au prix d'une symétrie anti-économique de cette dernière.
L'étendue du premier étage de préflexion est aussi fonction de la possibilité de flambage ou de déversement latéral de la partie supérieure de l'armature
1 sous l'effet des tensions de compression qui s'y développent lors de la mise en préflexion, sans perdre de vue qu'un tel flambage ou un tel déversement latéral puisse être reculé par divers procédés ou appareillages déjà connus, pour autant que ces derniers n'interfèrent pas avec la possibilité d'enrobage de la partie supérieure de l'armature 1. Ainsi, le premier étage de préflexion est conditionné par des tensions de compression limites audelà desquelles risque de survenir le flambage ou le déversement latéral de la partie supérieure de l'armature.
L'étendue du premier étage de préflexion est encore fonction de la possibilité de fissuration du béton du renfort supérieur 9 pendant l'application du deuxième étage de la préflexion. En effet, après le premier étage de la préflexion et après réalisation du renfort supérieure en béton, celui-ci qui n'est pas sollicité à ce moment est soumis à la force de préflexion P2 pendant le deuxième étage de préflexion. De la sorte, dans le renfort supérieur 9 en béton, il apparaît des tensions
de traction dans les fibres inférieures et des tensions de compression dans les fibres supérieures de ce renfort
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tel que les tensions engendrées dans le renfort supérieur 9 en béton soient et resterai constamment inférieures aux tensions produisant la dégrsradation, en particulier, la
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contraint.
Enfin, l'étendues du premier étage de préfle-
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ce rapport car lorsque la hauteur de la partie du renfort 9 située au-dessus de la Eternelle supérieure 3 est de plus
<EMI ID=28.1> amplification des efforts de préflexion, qu'à un fractionnement du relâchement de ces efforts, lequel relâchement est considéré aussi par la préflexion classique comme une opération entière et indivisible.
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.