EP0089861A1 - Procédé pour conforter des arches ou des constructions analogues - Google Patents

Procédé pour conforter des arches ou des constructions analogues Download PDF

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EP0089861A1
EP0089861A1 EP83400387A EP83400387A EP0089861A1 EP 0089861 A1 EP0089861 A1 EP 0089861A1 EP 83400387 A EP83400387 A EP 83400387A EP 83400387 A EP83400387 A EP 83400387A EP 0089861 A1 EP0089861 A1 EP 0089861A1
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EP
European Patent Office
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arch
vault
grout
formwork
filling
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EP83400387A
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German (de)
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EP0089861B1 (fr
Inventor
Jean-Louis Fernand Thibonnet
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Campenon Bernard SA
Original Assignee
Campenon Bernard SA
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Publication date
Application filed by Campenon Bernard SA filed Critical Campenon Bernard SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G23/0233—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements of vaulted or arched building elements

Definitions

  • the present invention relates to a method for reinforcing at least one arch, arch, arch or similar construction.
  • the method according to the present invention is of the type indicated initially, and it is characterized in that it consists essentially in prefabricating a relatively thin vault, for example of reinforced concrete, of profile adapted to that of the arch to be reinforced, to the place it under the lower surface of the arch, keeping it there temporarily or permanently, then inserting, between the upper surface of the vault and the lower surface of the arch, an appropriate filling, temporary or permanent, suitable to transmit efforts from the arch to the arch.
  • a relatively thin vault for example of reinforced concrete, of profile adapted to that of the arch to be reinforced
  • the reinforcement method according to the present invention offers the following advantages: it only requires the prefabrication of a reinforced concrete vault, then its installation, which are relatively inexpensive operations; it does not require any direct intervention on the structure to be reinforced, such as for example the fixing of metal frames; the comfort vault may not be detrimental to the aesthetics of the work or construction, provided that it is substantially the same color, which for example does not require any special provision when the work itself is made of reinforced concrete.
  • the vault and its support means require no maintenance and they can be put in place in a few hours, which considerably reduces the time required to interrupt the service of the structure, for example the interruption of circulation on or in below the bridge; due to its short duration, the implementation place of the vault can take place for example in a period of low use of the structure, for example at night.
  • the filling inserted between the vault and the arch is adapted to allow relative movements of the vault and the arch.
  • This absence of solidarity between the arch and the vault offers the following advantages: it allows temporary reinforcement of the arch, the vault used for this purpose being able to be recovered without difficulty when the reinforcement is no longer necessary, and said arch can then be reused for other comforting operations; on the other hand, the absence of solidarity allows relative movements of the arch and the vault; they can be small tangential movements of various origins, for example due to differences in thermal expansion or to overloads; but it can also be radial movements, the vault being in particular more or less close to the fixed arch, for example by means of jacks placed at the foot of the vault, to allow the vault to collect a fraction more or less significant of the total load of the arch.
  • the filling inserted between the vault and the arch can be formed, according to the present invention, at least in part by solidifying injection grout and / or at least in part by a material laminated in the radial direction; this laminated material preferably comprises a layer of epoxy resin, adhering to the arch or to the arch, as well as one or more smooth films of a flexible synthetic material, for example one or more thin sheets of polyethylene, optionally separated from each other, and from the layer of resin, by layers of lubricant, or a more or less viscous substance.
  • the reinforcement method according to the present invention is applicable for example to the demolition and / or reconstruction of at least one arch, an arcade, an arch or a similar construction; in this application, the vault placed under the lower surface of the arch serves as protective decking during the demolition of the arch and / or formwork or support during its reconstruction.
  • the present invention also relates to a formwork for the prefabrication of reinforced concrete vaults, in particular for the implementation of the previously indicated comforting process.
  • Figure 1 schematically illustrates the reinforcement of a bridge arch by the method according to the present invention.
  • Figure 2 is a view, in end and in partial section, of part of a formwork for the prefabrication of a vault in reinforced concrete, intended for the implementation of the reinforcement method according to the present invention.
  • Figure 3 shows on a larger scale the detail III of Figure 2.
  • Figure 4 is a perspective view, with partial cutaway, of the reinforced concrete vault of Figure 2, its upper surface being covered by a laminated material, surmounted by a layer of injection grout.
  • Figure 5 is a section along the line VV of Figure 4.
  • Figure 6 is a diagram illustrating different methods of positioning the vault in reinforced concrete below an arch to be reinforced.
  • Figure 7 is a partial view showing, at the end, the reinforced concrete vault in the position of reinforcement of the arch.
  • FIG. 8 is a partial view along arrow VIII of FIG. 7.
  • FIG. 9 shows on a larger scale the detail IX of FIG. 7.
  • FIG. 1 schematically illustrates the reinforcement of an arch 1, for example of one of the arches of a masonry or reinforced concrete bridge, by the method according to the present invention: this reinforcement is provided by a vault 2, relatively thin, reinforced concrete in the embodiment considered; this arch 2 has a profile adapted to that of the arch to be reinforced, 1, under the lower surface of which it is placed and held by means of which two different embodiments have been illustrated respectively to the right and to the left of the arch 1; on the right, the foot of the arch 2 rests, for example by means of jacks or wedges, which will be described later in detail, on a die, 3, made of concrete or steel, fixed, by any means, to the corresponding pile of the arch 1, at an appropriate height above its foundation 4.
  • the die 3a is not fixed to the corresponding pile of the arch 1, but rests on its foundation 4a, or a special foundation, by means of a support of appropriate height, 3b, in which, moreover, the die 3a can be integrated, in particular if the die 3a and its support 3b are formed by a single piece of reinforced concrete.
  • the height of the die 3 or of the support 3b above the foundation 4 or 4a is chosen so that there remains, between the lower surface of the arch 1 and the upper surface of the arch 2, an annular interval 5, whose radial width is very small compared to the diameter of the arch. It is in this in tervalle that an appropriate filling, an embodiment of which will be described later, will be inserted so as to eliminate any void between the arch 1 and the arch 2, and thus allowing the transmission of radial forces from the first to the second .
  • the first phase of the implementation of the reinforcement method according to the present invention is therefore the prefabrication of a profile vault adapted to that of the arch to be reinforced; in the case of a reinforced concrete vault, this prefabrication can be carried out for example using the adjustable formwork which is illustrated diagrammatically in FIGS. 2 and 3.
  • This formwork comprises a base frame 6, which rests on the ground by means of adjustable height members 7, for example jacks, sand boxes, wedges, keys or the like.
  • the formwork further includes parallel and transverse sets of sand pits; the end view of FIG. 2 shows some of the sand pits, 8a to 8e, of the first transverse assembly closest to the illustrated end of the formwork, which comprises other similar assemblies, situated in transverse planes, parallel to that of Figure 2.
  • the sand pits of each transverse assembly are hinged one after the other, as visible, in the detail view of Figure 3, for the sand pits 8c and 8d, the ends of which are joined by means of a yoke 9.
  • Each transverse set of sand pits is supported at its articulations such as 9, by radial props, such as 10, and vertical props, such as 11, of which at least some are of adjustable length, and which all bear on the base frame 6; horizontal struts 12, which may also be of adjustable length, may also be provided to join together the struts 10 and 11. All the struts of adjustable length are constituted for example by screw jacks.
  • the detail view of FIG. 3 further shows that the neighboring sand pits, for example 8c and 8d, are articulated by ball joints 13, which rest on the bottom, 10a, of the fork of the screw jack, constituting the adjustable end of the corresponding radial forestay 10.
  • the sand pits which can be made of wood or metal, on the other hand support pieces of wood, or pieces, such as 14a to 14e (FIG. 2), each having a flat face, applied on the corresponding sand pit, and an opposite face, curved appropriately.
  • longitudinal joists such as 15, themselves supporting a formwork skin, made of wood, metal, plastic, etc., designated by 16.
  • an external formwork which can be limited so as to cover only the parts of said internal formwork, the most inclined on the horizontal, as visible on the right-hand side of FIG. 2.
  • the external formwork element which is shown there also comprises a formwork skin 17, longitudinal joists 18, and transverse elements 19.
  • a laminated material is applied to the upper surface of said vault, an embodiment of which will be described with the aid of FIGS. 4 and 5
  • the upper surface of the prefabricated vault is prepared by cleaning it by brushing and / or sanding, then applying directly to the upper surface, for example by spraying with a spray gun, or by coating with a brush, epoxy resin layer, 22, having a very low surface friction coefficient, and an average thickness of the order of 0.30 mm; to constitute this layer, one can use for example the material UTAREP. 105 from UETTWILLER Laboratories.
  • a very thin layer 23 is then deposited, for example of a mineral, vegetable or synthetic grease, or of an equivalent substance, more or less viscous.
  • a polyethylene sheet 24 is finally deposited, having for example a thickness of 0.45 mm; this sheet may for example be POLYANE BTP from POLYANE ISOCHANTIER. It is essential that this polyethylene sheet is waterproof in the radial direction for the injection grout which will be mentioned later, and this on any surface of the upper surface of the vault 2; consequently, in the case of a large vault, this sheet may be formed by several juxtaposed, whose edges are welded or glued together so as to provide impermeability for the injection grout.
  • a second layer of grease, 25, for example identical to the layer 23 previously described, is deposited over the polyethylene sheet 24.
  • the laminated material which has just been described could have several polyethylene sheets such as 24, separated by an appropriate number of grease layers such as 23 and 25. These are also optional.
  • Figures 7 and 8 show on a larger scale the method of fixing a die 3, of the type shown on the right of Figure 1.
  • the die, 3 is fixed to the corresponding pile of the arch 1 by prestressing bars 27, each having one end passing through or sealed in the corresponding pile of the arch 1, while its other end passes through a hole in the die 3 and has a thread on the unobstructed face thereof, onto which a nut such as 28 can be screwed, possibly with the interposition of a clamping plate (not shown).
  • the prestressing bars 27 could also be replaced by prestressing cables.
  • the opposite faces of the die, 3, and the corresponding foot, 2a, of the arch 2 are reinforced by steel plates 29 and 30, intended to ensure a good distribution of forces.
  • Each plate such as 29 can in particular facilitate the rolling or sliding of the prefabricated vault 2 on track 26 (FIG. 6).
  • the dice such as 3 are fixed to the arch 1 in positions such that there remains, between the steel plates 29 and 30, an interval in which are arranged vertical action cylinders, 31, the role of which will be explained later; the number and arrangement of said jacks along each of the dice such that 3 are chosen to ensure the stability of the arch 2.
  • a narrow annular interval, 5 then remains between the lower surface of the arch 1 and upper surface of the roof 2, covered by the laminated material; during manufacture, pipes, generally metallic, such as 32, were embedded for example in the feet 2a of the vault 2, so as to open into the annular interval 5.
  • the radial width of the latter is then adjusted to a predetermined value by the action of the cylinders 31 and then the caulking of the ends of the annular gap 5 is carried out, on the front faces of the arch 1 and of the cup 2, which are located respectively in the same plans; this caulking can be achieved by any suitable means, for example by means of planks and / or cement mortar.
  • the injection pressure has a value chosen so that, after solidification of the grout, the vault 2 optionally collects at least part of the load of the arch 1.
  • the layer of solidified grout (which has been designated by 33 in Figures 4 and 5) fills all the inequalities of the lower surface of the arch to be reinforced and ensures its continuity tee with the upper surface of the roof 2, or at least with the outermost layer, 25, of the laminated material, which covers it.
  • the vault 2 is clamped against the arch 1 by the action of the jacks 31, bearing on the dice 3, so as to ensure good transmission of the loads from the arch 1 to the vault 2, via filling consisting of the superimposition of the laminated material 22 to 25 and the layer 33 of solidified grout.
  • the loads, generally variable over time, which are applied to the arch 1, reinforced by the arch 2, can however produce a certain reduction in the clamping pressure of the arch against the arch.
  • This clamping pressure can be restored to its initial value by actuating the jacks 31 and / or by reinjecting, under a determined pressure, solidifiable grout, via the pipes 32.
  • shims such as 34, made of concrete, wood or steel.
  • the possible restoration of the clamping pressure requires either the replacement of the jacks 31, or the reinjection of solidifiable grout.
  • the method of reinforcing a bridge arch offers the important advantage of allowing the possible elimination of the reinforcement, in the case in particular where the feet, such as 2a, of the arch 2 rest on cylinders, such as 31; after removal of the shims such as 34, it suffices to reduce the height of the jacks 31 so that the arch descends lightly below the arch 1; the separation is generally carried out at the level of the grease layer 25 (FIGS. 4 and 5), the solidifiable grout layer remaining adherent to the lower surface of the arch 1, while the laminated material, or at least its layers 22 to 24, follow the downward movement of the roof 2; the latter can obviously be reused to reinforce another arch of the same dimensions, thanks to the repetition of the positioning operations described above.
  • the present invention is not limited to the embodiments previously described. It encompasses all their variants.
  • the reinforcement method according to the present invention is particularly advantageous when it is necessary to demolish and / or reconstruct at least one arch of a structure such as a bridge; in this case, in fact, the vault placed under the lower surface of the arch can serve as protective decking during the demolition of the arch, which avoids any interruption in service, in particular of circulation below the arch during the demolition operation.
  • the prefabricated vault can serve as formwork, or even as a support, in particular for a formwork.
  • the method according to the present invention is applicable to reinforce vaults of any shape, such as for example domes or similar constructions.
  • the filling inserted between the upper surface of the prefabricated vault and the lower surface of the arch to be reinforced can be carried out in such a way that the laminated material (22 to 25 in Figures 4 and 5) is applied to the lower surface of the arch to be reinforced, while the grout is injected between this laminated material and the upper surface of the prefabricated vault.
  • the prefabricated vault can be made lighter by interior voids; to reinforce an arch of great depth, we can use be several prefabricated vaults, juxtaposed one after the other.
  • FIG. 9 shows that the sealing of the injection space, 5, of the solidifiable grout can be notably improved by providing layers of an appropriate adhesive, on the one hand (layer 35), between the collar 32a of each grout injection pipe, 32, and the polyethylene sheet 24, and, on the other hand (layer 36), between each lower edge, 24a, of said sheet 24, and the corresponding foot of the arch 2 or the edge of the steel plate 29.

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Abstract

L'invention concerne un procédé pour conforter une arche.
Une voûte mince, (2), par exemple en béton armé, est supportée par des organes (3, 3a ou 3b), en dessous de l'arche à conforter, (1), de façon à maintenir entre elles un intervalle annulaire étroit, (5), qui est comblé avec un remplissage, temporaire ou définitif, choisi pour assurer la transmission d'efforts sans empêcher les déplacements relatifs de 1 et 2.
L'invention est applicable au confortement d'arches, d'arcades, de voûtes diverses.

Description

  • La présente invention concerne un procédé pour conforter au moins une arche, une arcade, une voûte ou une construction analogue.
  • Il se pose le problème de conforter une ou plusieurs constructions telles que les arches d'un pont, qu'elles soient réalisées en maçonnerie, en béton, ou en d'autres matériaux, notamment lorsque ces constructions sont en mauvais état ; il peut alors s'agir aussi bien d'un confortement définitif, que d'un confortement temporaire, limité à la durée des travaux de remise en état. Le même problème se pose lorsque l'on veut par exemple accroître, définitivement ou temporairement, la capacité de charge d'un ouvrage tel qu'un pont.
  • On connaît déjà divers procédés pour conforter des ouvrages du type indiqué ; ces procédés utilisent généralement des structures métalliques, qui sont coûteuses, et dont la mise en place est également coûteuse et longue, ce qui entraîne une perturbation de longue durée de l'utilisation normale de l'ouvrage. De telles structures métalliques de confortement, nécessairement visibles, ont généralement un effet esthétique déplorable sur l'ouvrage ou la construction auquel elles sont appliquées, et elles nécessitent au moins une certaine surveillance, et éventuellement un certain entretien, ne serait-ce que des remises périodiques en peinture. Enfin, de telles structures ont l'inconvénient d'obstruer nécessairement une partie de chaque arche à conforter, dont la hauteur libre, en particulier, est forcément réduite.
  • Le procédé selon la présente invention est du type indiqué initialement, et il est caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à préfabriquer une voûte relativement mince, par exemple en béton armé, de profil adapté à celui de l'arche à conforter, à la placer sous l'intrados de l'arche, à l'y maintenir de façon temporaire ou permanente, puis à insérer, entre l'extrados de la voûte et l'intrados de l'arche, un remplissage approprié, temporaire ou permanent, adapté pour transmettre des efforts de l'arche à la voûte.
  • Le procédé de confortement selon la présente invention offre les avantages suivants : il nécessite seulement la préfabrication d'une voûte en béton armé, puis sa mise en place, qui sont des opérations relativement peu coti- teuses ; il ne nécessite aucune intervention directe sur l'ouvrage à conforter, comme par exemple la fixation d'armatures métalliques ; la voûte de confortement peut n'être pas nuisible à l'esthétique de l'ouvrage ou de la construction, pourvu qu'elle soit sensiblement de la même couleur, ce qui par exemple ne nécessite aucune disposition spéciale lorsque l'ouvrage lui-même est en béton armé. La voûte et ses moyens de support ne nécessitent aucun entretien et ils peuvent être mis en place en quelques heures, ce qui réduit considérablement la durée nécessaire d'interruption du service de l'ouvrage, par exemple l'interruption de la circulation sur ou en dessous du pont ; en raison de sa courte durée, la mise en place de la voûte peut avoir lieu par exemple dans une période de faible utilisation de l'ouvrage, par exemple la nuit.
  • Dans un mode d'exécution préféré du procédé de confortement selon la présente invention, le remplissage inséré entre la voûte et l'arche est adapté pour permettre des déplacements relatifs de la voûte et de l'arche.
  • Cette absence de solidarité entre l'arche et la voûte offre les avantages suivants : elle permet un confortement provisoire de l'arche, la voûte utilisée à cet effet pouvant être récupérée sans difficulté lorsque le confortement n'a plus de raison d'être, et ladite voûte peut être ensuite réutilisée pour d'autres opérations de confortement ; d'autre part, l'absence de solidarité autorise des mouvements relatifs de l'arche et de la voûte ; il peut s'agir de petits mouvements tangentiels d'origines diverses, par exemple dus à des différences de dilatation thermique ou à des surcharges ; mais il peut aussi s'agir de mouvements radiaux, la voûte pouvant être notamment rapprochée plus ou moins de l'arche fixe, par exemple à l'aide de vérins placés en pied de voûte, pour permettre à la voûte d'encaisser une fraction plus ou moins importante de la charge totale de l'arche.
  • Le remplissage inséré entre la voûte et l'arche peut être formé, selon la présente invention, au moins en partie par du coulis d'injection solidifiable et/ou au moins en partie par un matériau stratifié dans la direction radiale ; ce matériau stratifié comprend de préférence une couche de résine époxyde, adhérant à la voûte ou à l'arche, ainsi qu'un ou plusieurs films lisses d'une matière synthétique souple, par exemple une ou plusieurs feuilles minces de polyéthylène, séparées éventuellement les unes des autres, et de la couche de résine, par des couches de lubrifiant, ou d'une substance plus ou moins visqueuse.
  • Le procédé de confortement selon la présente invention est applicable par exemple à la démolition et/ou à la reconstruction d'au moins une arche, une arcade, une voûte ou une construction analogue ; dans cette application, la voûte placée sous l'intrados de l'arche sert de platelage de protection pendant la démolition de l'arche et/ou de coffrage ou d'appui pendant sa reconstruction.
  • La présente invention concerne également un coffrage pour la préfabrication de voûtes en béton armé, notamment pour la mise en oeuvre du procédé de confortement précédemment indiqué.
  • A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs modes d'exécution de l'invention.
  • La figure 1 illustre schématiquement le confortement d'une arche de pont par le procédé selon la présente invention.La figure 2 est une vue, en bout et en coupe partielle, d'une partie d'un coffrage pour la préfabrication d'une voûte en béton armé, destinée à la mise en oeuvre du procédé de confortement selon la présente invention. La figure 3 représente à plus grande échelle le détail III de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, de la voûte en béton armé de la figure 2, son extrados étant recouvert par un matériau stratifié, surmonté par une couche de coulis d'injection. La figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est un schéma illustrant différents modes de mise en place de la voûte en béton armé en dessous d'une arche à conforter. La figure 7 est une vue partielle montrant, en bout, la voûte en béton armé en position de confortement de l'arche. La figure 8 est une vue partielle suivant la flèche VIII de la figure 7. La figure 9 montre à plus grande échelle le détail IX de la figure 7.
  • La figure 1 illustre schématiquement le confortement d'une arche 1, par exemple de l'une des arches d'un pont en maçonnerie ou en béton armé, par le procédé selon la présente invention : ce confortement est assuré par une voûte 2, relativement mince, en béton armé dans l'exemple de réalisation considéré ; cette voûte 2 présente un profil adapté à celui de l'arche à conforter, 1, sous l'intrados de laquelle elle est placée et maintenue par des moyens dont deux formes de réalisation différentes ont été illustrées respectivement à droite et à gauche de l'arche 1 ; à droite, le pied de la voûte 2 repose, par exemple par l'intermédiaire de vérins ou de cales, qui seront décrits ultérieurement en détail, sur un dé, 3, en béton ou en acier, fixé, par des moyens quelconques, à la pile correspondante de l'arche 1, à une hauteur appropriée au-dessus de sa fondation 4. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la gauche, le dé 3a n'est pas fixé à la pile correspondante de l'arche 1, mais repose sur sa fondation 4a, ou une fondation spéciale, par l'intermédiaire d'un support de hauteur appropriée, 3b, auquel, d'ailleurs, le dé 3a peut être intégré, notamment si le dé 3a et son support 3b sont constitués par une pièce unique de béton armé. La hauteur du dé 3 ou du support 3b au-dessus de la fondation 4 ou 4a est choisie de manière qu'il subsiste, entre l'intrados de l'arche 1 et l'extrados de la voûte 2, un intervalle annulaire 5, dont la largeur radiale est très petite par rapport au diamètre de l'arche. C'est dans cet intervalle qu'un remplissage approprié, dont une forme de réalisation sera décrite ultérieurement, sera inséré de manière à supprimer tout vide entre l'arche 1 et la voûte 2, et à permettre ainsi la transmission d'efforts radiaux de la première à la seconde.
  • La première phase de la mise en oeuvre du procédé de confortement selon la présente invention est donc la préfabrication d'une voûte de profil adapté à celui de l'arche à conforter ; dans le cas d'une voûte en béton armé, cette préfabrication peut être réalisée par exemple à l'aide du coffrage réglable qui est illustré schématiquement sur les figures 2 et 3.
  • Ce coffrage selon la présente invention comporte un châssis de base 6, qui repose sur le sol par l'intermédiaire d'organes de hauteur réglable 7, par exemple des vérins, des boites à sable, des coins, des clavettes ou des organes analogues. Le coffrage comporte en outre des ensembles, parallèles et transversaux de sablières ; la vue en bout de la figure 2 montre certaines des sablières, 8a à 8e, du premier ensemble transversal le plus proche de l'extrémité représentée du coffrage, lequel comporte d'autres ensembles analogues, situés dans des plans transversaux, parallèles à celui de la figure 2. Les sablières de chaque ensemble transversal sont articulées les unes au bout des autres, comme visible, sur la vue de détail de la figure 3, pour les sablières 8c et 8d, dont les extrémités sont réunies par l'intermédiaire d'une chape 9. Chaque ensemble transversal de sablières, tel que celui représenté partiellement sur la figure 2, est supporté au niveau de ses articulations telles que 9, par des étais radiaux, tels que 10, et des étais verticaux, tels que 11, dont certains au moins sont de longueur réglable, et qui prennent tous appui sur le châssis de base 6 ; des étais horizontaux 12, qui peuvent être également de longueur réglable, peuvent être également prévus pour réunir entre eux les étais 10 et 11. Tous les étais de longueur réglable sont constitués par exemple par des vérins à vis. La vue de détail de la figure 3 montre en outre que les sablières voisines, par exemple 8c et 8d, sont articulées par des rotules 13, qui reposent sur le fond, 10a, de la fourche du vérin à vis, constituant l'extrémité réglable de l'étai radial correspondant 10. Les sablières, qui peuvent être en bois ou en métal, supportent d'autre part des pièces de bois, ou vaux, telles que 14a à 14e (figure 2), ayant chacune une face plate, appliquée sur la sablière correspondante, et une face opposée, incurvée de façon appropriée. Sur les ensembles de vaux tels que 14a à 14e reposent des solives longitudinales telles que 15, supportant elles-mêmes une peau de coffrage, en bois, en métal, en matière plastique...etc., désignée par 16. A une distance appropriée de ce coffrage intérieur, et notamment de sa peau 16, est supporté, par des moyens non représentés, un coffrage extérieur, qui peut être limité de façon à recouvrir seulement les parties dudit coffrage intérieur, les plus inclinées sur l'horizontale, comme visible sur la partie droite de la figure 2. L'élément de coffrage extérieur qui y est représenté comprend également une peau de coffrage 17, des solives longitudinales 18, et des éléments transversaux 19.
  • L'adaptation du coffrage intérieur qui vient d'être décrit, et notamment de sa peau de coffrage 16, au profil de l'arche à conforter, résulte notamment du réglage des longueurs des différents étais, tels que 10, 11 et éventuellement 12, ainsi que du choix des dimensions et de la forme, notamment de la courbure de la surface externe des vaux, tels que 14a à 14e. Après solidification du béton coulé sur le coffrage intérieur et dans l'intervalle annulaire entre ce dernier et ses parties recouvertes par le coffrage partiel extérieur, la voûte de béton armé, 2, repose par ses pieds, tels que 2a, sur un support 21. Pour procéder au décintrage, il suffit alors d'abaisser le châssis de base 6 en réduisant la hauteur des organes 7, par exemple des vérins, de manière que la voûte 2 ne repose plus que sur ses supports tels que 21 ; ceux-ci peuvent être munis par exemple d'organes de roulement permettant de transférer la voûte 2 de sa position de moulage jusqu'au pied de l'ouvrage à conforter, ou tout au moins jusqu'à son lieu de chargement sur un moyen de transport approprié pour la transporter au pied de l'ouvrage.
  • Avant, et de préférence après le transport de la voûte préfabriquée au pied de l'ouvrage à conforter, on applique sur l'extrados de ladite voûte un matériau stratifiés dont une forme de réalisation va être décrite à l'aide des figures 4 et 5. Avant le dépôt de ce matériau stratifiée on prépare l'extrados de la voûte préfabriquée en le nettoyant par brossage et/ou ponçage, puis on applique directement sur l'extrados, par exemple par pulvérisation au pistolet, ou par enduction au pinceau, une couche de résine époxyde, 22, présentant un coefficient de frottement superficiel très faible, et une épaisseur moyenne de l'ordre de 0,30 mm ; pour constituer cette couche, on peut utiliser par exemple le matériau UTAREP . 105 des Laboratoires UETTWILLER.
  • Par-dessus la couche de résine époxyde, 22, on dépose ensuite une couche très mince, 23, par exemple d'une graisse minérale, végétale ou synthétique, ou d'une substance équivalente, plus ou moins visqueuse.
  • Par-dessus la couche de graisse 23, on dépose enfin une feuille de polyéthylène 24, présentant par exemple une épaisseur de 0,45 mm ; cette feuille peut être par exemple du POLYANE BTP de POLYANE ISOCHANTIER. Il est essentiel que cette feuille de polyéthylène soit imperméable dans la direction radiale pour le coulis d'injection qui sera mentionné ultérieurement, et cela sur toute 7a surface de l'extrados de la voûte 2 ; par suite, dans le cas d'une voûte de grandes dimensions, cette feuille pourra être constituée par plusieurs les juxtaposés, dont les bords sont soudés ou collés entre eux de façon à assurer l'imperméabilité pour le coulis d'injection. Dans l'exemple de réalisation considéré, une seconde couche de graisse, 25, par exemple identique à la couche 23 précédemment décrite, est déposée par-dessus la feuille de polyéthylène 24. Bien entendu, le matériau stratifié qui vient d'être décrit pourrait comporter plusieurs feuilles de polyéthylène telles que 24, séparées par un nombre approprié de couches de graisse telles que 23 et 25. Ces dernières sont aussi facultatives.
  • La voûte préfabriquée, dont l'extrados a été recouvert avec le matériau stratifié précédemment décrit, peut être alors mise en place par l'un des deux procédés suivants, qui vont être décrits à l'aide de la figure 6 :
    • 1°) Les dés 3 sont tout d'abord mis en place par l'une des deux techniques illustrées sur la figure 1 et précédemment indiquées (sur la figure 6, on a supposé qu'ils sont fixés directement à la pile correspondante du pont, comme sur la partie droite de la figure 1). Avec des engins de levage appropriés, qui peuvent prendre appui sur le sol et/ou éventuellement sur l'ouvrage lui-même, si sa résistance est suffisante, on lève verticalement, suivant la flèche F1 , la voûte préfabriquée dont l'extrados est recouvert par le matériau stratifié précédemment décrit, jusqu'à ce que ses deux pieds, tels que 2a, se trouvent sensiblement au niveau des faces supérieures des deux dés correspondants, 3. A l'aide des appareils de levage précédemment mentionnés, on communique alors à la voûte 2 un mouvement de translation horizontal, suivant la flèche F2, qui l'amène en dessous de l'arche 1 à conforter, dans la position illustrée en vue de face sur la figure 1.
    • 2°) A titre de variante, la voûte préfabriquée 2, recou- verte par le matériau stratifié, est déposée au pied de l'ouvrage sur une voie de roulement 26, s'étendant jusqu'en-dessous de l'arche à conforter 1 ; avant la mise en place des dés tels que 3, la voûte 2 est déplacée horizontalement par roulemént ou glissement sur la voie 26, suivant la flèche F3, de façon à être amenée en dessous de l'arche 1 ; elle est alors levée jusqu'au niveau de l'arche 1 par des appareils de levage appropriés, suivant la flèche F4, et maintenue à hauteur correcte par lesdits appareils pendant la pose des dés, 3, destinés à la supporter.
  • Avant la mise en place de la voûte préfabriquée, il est éventuellement possible de préparer l'intrados de l'arche 1, notamment en la nettoyant par brossage et/ou ponçage, et éventuellement en la piquetant, pour favoriser l'accrochage du coulis d'injection, dont la pose va maintenant être décrite.
  • Les figures 7 et 8 montrent à plus grande échelle le mode de fixation d'un dé 3, du type représenté à droite de la figure 1. On voit notamment que le dé, 3, est fixé à la pile correspondante de l'arche 1 par des barres de précontrainte 27, chacune ayant une extrémité traversant ou scellée dans la pile correspondante de l'arche 1, tandis que son autre extrémité traverse un perçage du dé 3 et présente, sur la face dégagée de celui-ci, un filetage, sur lequel peut être vissé un écrou tel que 28, éventuellement avec interposition d'une plaque de serrage (non représentée). Les barres de précontrainte 27 pourraient aussi être remplacées par des câbles de précontrainte. Les faces en regard du dé, 3, et du pied correspondant, 2a, de la voûte 2 sont armées par des plaques d'acier 29 et 30, destinées à assurer une bonne répartition des efforts. Chaque plaque telle que 29 peut notamment faciliter le roulement ou le glissement de la voûte préfabriquée 2 sur la voie 26 (figure 6). Dans le mode d'exécution illustré à grande échelle sur les figures 7 et 8, les dés tels que 3 sont fixés à l'arche 1 dans des positions telles qu'il subsiste, entre les plaques d'acier 29 et 30, un intervalle dans lequel sont disposés des vérins à action.verticale, 31, dont le rôle sera expliqué ultérieurement ; le nombre et la disposition desdits vérins le long de chacun des dés tels que 3 sont choisis pour assurer la stabilité de la voûte 2. Comme on l'a déjà indiqué, un intervalle annulaire étroit, 5, subsiste alors entre l'intrados de l'arche 1 et l'extrados de la voûte 2, recouvert par le matériau stratifié ; lors de la fabrication, des tuyaux, généralement métalliques, tels que 32, ont été noyés par exemple dans les pieds 2a de la voûte 2, de façon à déboucher dans l'intervalle annulaire 5. La largeur radiale de ce dernier est alors ajustée à une valeur prédéterminée par l'action des vérins 31 et l'on procède ensuite au calfeutrement des extrémités de l'intervalle annulaire 5, sur les faces frontales de l'arche 1 et de la voft- te 2, qui se trouvent respectivement dans les mêmes plans ; ce calfeutrement peut être réalisé par tous moyens appropriés, par exemple au moyen de planches et/ou de mortier de ciment. On procède alors à l'injection d'un coulis solidifiable à travers les tubes tels que 32 ; ce coulis, qui peut être du type S.T.U.P. ou L.S.P.I., vient remplir l'intervalle annulaire 5, rendu étanche par le calfeutrement. La pression d'injection a une valeur choisie pour que, après solidification du coulis, la voûte 2 encaisse éventuellement une partie au moins de la charge de l'arche 1. On comprend que la couche de coulis solidifié (qui a été désignée par 33 sur les figures 4 et 5) remplit toutes les inégalités de l'intrados de l'arche à conforter et assure sa continuité avec l'extrados de la voûte 2, ou tout au moins avec la couche la plus externe, 25, du matériau stratifié, qui la recouvre. Enfin, la voûte 2 est serrée contre l'arche 1 par l'action des vérins 31, prenant appui sur les dés 3, de manière à assurer une bonne transmission des charges de l'arche 1 à la voûte 2, par l'intermédiaire du remplissage constitué par la superposition du matériau stratifié 22 à 25 et de la couche 33 de coulis solidifié.
  • Les charges, généralement variables au cours du temps, qui sont appliquées à l'arche 1, confortée par la voûte 2, peuvent cependant produire une certaine réduction de la pression de serrage de la voûte contre l'arche. Cette pression de serrage peut être rétablie à sa valeur initiale en faisant agir les vérins 31 et/ou en réinjectant, sous une pression déterminée, du coulis solidifiable, par l'intermédiaire des tuyaux 32.
  • Pour certaines applications, il est possible d'interposer entre les vérins 31 (figure 8) des cales telles que 34, en béton, en bois ou en acier. Dans ce cas, après avoir réduit la hauteur des vérins 31, de manière que la voûte 2 ne soit plus supportée que par les cales telles que 34, il est possible de récupérer les vérins 31 pour d'autres usages. Dans ce cas, le rétablissement éventuel de la pression de serrage nécessite soit la remise en place des vérins 31, soit la réinjection de coulis solidifiable.
  • Le procédé de confortement d'une arche de pont, qui vient d'être décrit, offre l'important avantage de permettre la suppression éventuelle du confortement, dans le cas notamment où les pieds, tels que 2a, de la voûte 2 reposent sur des vérins, tels que 31 ; après enlèvement des cales telles que 34, il suffit en effet de réduire la hauteur des vérins 31 pour que la voûte descende légèrement en dessous de l'arche 1 ; la séparation s'effectue en général au niveau de la couche de graisse 25 (figures 4 et 5), la couche de coulis solidifiable restant adhérente à l'intrados de l'arche 1, tandis que le matériau stratifié, ou tout au moins ses couches 22à24, suivent le mouvement de descente de la voûte 2 ; cette dernière peut être évidemment réutilisée pour conforter une autre arche de mêmes dimensions, grâce à la répétition des opérations de mise en place précédemment décrites.
  • La présente invention n'est pas limitée aux modes d'exécution précédemment décrits. Elle englobe toutes leurs variantes. Le procédé de confortement selon la présente invention est particulièrement intéressant lorsqu'il est nécessaire de procéder à la démolition et/ou à la reconstruction d'au moins une arche d'un ouvrage tel qu'un pont ; dans ce cas, en effet, la voûte placée sous l'intrados de l'arche peut servir de platelage de protection pendant la démolition de l'arche, ce qui évite toute interruption du service, notamment de la circulation en dessous de l'arche pendant l'opération de démolition. Dans le cas de la reconstruction de l'arche, notamment par bétonnage, la voûte préfabriquée peut servir de coffrage, ou encore d'appui, notamment pour un coffrage. Le procédé selon la présente invention est applicable pour conforter des voûtes de formes quelconques, telles que par exemple des coupoles ou des constructions analogues. Le remplissage inséré entre l'extrados de la voûte préfabriquée et l'intrados de l'arche à conforter peut être réalisé de telle façon que le matériau stratifié (22 à 25 sur les figures 4 et 5) soit appliqué sur l'intrados de l'arche à conforter, tandis que le coulis est injecté entre ce matériau stratifié et l'extrados de la voûte préfabriquée. Bien entendu, la voûte préfabriquée peut être allégée par des vides intérieurs ; pour conforter une arche de grande profondeur, on peut utiliser plusieurs voûtes préfabriquées, juxtaposées les unes à la suite des autres.
  • La vue de détail de la figure 9 montre que l'étanchéité de l'espace d'injection, 5, du coulis solidifiable peut être notablement améliorée en prévoyant des couches d'une colle appropriée, d'une part (couche 35),entre la collerette 32a de chaque tuyau d'injection de coulis, 32, et la feuille de polyéthylène 24, et, d'autre part (couche 36), entre chaque bord inférieur, 24a, de ladite feuille 24, et le pied correspondant de la voûte 2 ou la tranche de la plaque d'acier 29.

Claims (10)

1. Procédé pour conforter au moins une, arche, une arcade, une voûte ou une construction analogue, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à préfabriquer une voûte (2) relativement mince, par exemple en béton armé, de profil adapté à celui de l'arche (1) à conforter, à la placer sous l'intrados de l'arche (1), à l'y maintenir de façon temporaire ou permanente, puis à insérer entre l'extrados de la voûte (2) et l'intrados, un remplissage approprié (5), temporaire ou permanent, adapté pour transmettre des efforts de l'arche (1) à la voûte (2).
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le remplissage (5) inséré entre la voûte (2) et l'arche (1) est adapté pour permettre des déplacements relatifs de la voûte (2) et de l'arche (1).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le remplissage (5) inséré entre la voûte (2) et l'arche (1) est formé au moins en partie par du coulis d'injection solidifiable (33).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le remplissage (5) inséré entre la voûte (2) et l'arche (1) est formé au moins en partie par un matériau stratifié dans la direction radiale, et comprenant au moins une couche de résine époxyde (22), adhérant à la voûte (2) ou à l'arche (1), ainsi qu'un ou plusieurs films lisses (24) d'une matière synthétique souple, par exemple une ou plusieurs feuilles minces de polyéthylène, séparées éventuellement les unes des autres et de la couche de résine (22), par des couches de lubrifiant (23, 25), ou d'une substance plus ou moins visqueuse.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, le matériau stratifié (22-25) étant en tous points imperméable au coulis d'injection, grâce à une feuille (24) de matière synthétique d'une seule pièce, ou formée par soudage ou collage de plusieurs lés juxtaposés, on injecte du coulis solidifiable (33) entre, d'une part, le matériau stratifié (22-25), appliqué sur l'extrados de la voûte (2), et, d'autre part, l'intrados de l'arche (1).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, après mise en place du remplissage (5), notamment du coulis d'injection (33), la voûte (2) est serrée contre l'arche (1), par l'action de vérins (31) prenant appui par exemple sur les supports (3, 3a) de ladite voûte (2), de manière que la voûte encaisse au moins une partie de la charge de l'arche, lesdits vérins (31) permettant d'ajuster ultérieurement la pression d'appui de l'arche (1) sur la voûte (2), ou bien étant remplacés ensuite par des cales ajustées (34).
7. Procédé selon l'une quelque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, la voûte (2) étant maintenue sous l'intrados de l'arche (1) par des supports appropriés (3, 3a), on injecte le coulis solidifiable (33) sous une pression appropriée pour que, après solidification du coulis (33), celui-ci assure une répartition parfaite des efforts de l'arche (1) sur la voûte (2).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'injection (32) du coulis sont maintenus en place pour permettre de rétablir ou d'augmenter ultérieurement la pression d'appui de l'arche (1) sur la vofl- te (2), en réinjectant du coulis.
9. Application du procédé selon la revendication 2 à la démolition et/ou à la reconstruction d'au moins une arche, une arcade, une voûte ou une construction analogue, la voûte (2) placée sous l'intrados de l'arche (1) servant de platelage de protection pendant la démolition de l'arche et/ou de coffrage ou d'appui pendant sa reconstruction.
10. Coffrage pour la préfabrication de voûtes en béton armé, notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis de base (6), reposant sur le sol par l'intermédiaire d'organes (7) de hauteur réglable pour le décintrage, des ensembles parallèles et transversaux de sablières (8a-8e), articulées les unes au bout des autres, et supportées, au niveau de leurs articulations (9),par des étais (10, 11, 12) de longueur réglable, prenant appui sur le châssis de base (6), un coffrage intérieur, formé essentiellement par des solives longitudinales (15) supportées par les ensembles transversaux de sablières (8a...8e), par l'intermédiaire de pièces (14a,..14e) profilées de manière que ledit coffrage intérieur soit adapté, pour un réglage approprié des longueurs des étais (10, 11, 12), à l'intrados de la voûte (2) à préfabriquer, ainsi qu'un coffrage extérieur (19), supporté à une distance appropriée au-dessus des parties du coffrage intérieur, les plus inclinées sur l'horizontale.
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