EP0447310B1 - Structure tubulaire en béton, notamment pour structure en mer - Google Patents

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EP0447310B1
EP0447310B1 EP91400662A EP91400662A EP0447310B1 EP 0447310 B1 EP0447310 B1 EP 0447310B1 EP 91400662 A EP91400662 A EP 91400662A EP 91400662 A EP91400662 A EP 91400662A EP 0447310 B1 EP0447310 B1 EP 0447310B1
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EP
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tubes
tube
main
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hollow
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EP91400662A
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EP0447310A1 (fr
Inventor
Claude Valenchon
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Saipem SA
Original Assignee
Bouygues Offshore SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • E02B17/025—Reinforced concrete structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/16—Prestressed structures

Definitions

  • the invention relates to a tubular concrete structure and its application as a structure at sea.
  • Tubular concrete structures which consist of an assembly of hollow main tubes and secondary tubes perpendicular or oblique to the main tubes (publication FR-A-2 291 320).
  • the present invention aims in particular to allow a reduction in the quantity of concrete necessary for the structure.
  • the secondary tubes are solid or hollow tubes resting on the main tubes and that the assembly is ensured by cables which prestress the secondary tubes and which pass through the main tubes in passing through the thickness of the wall of the main tubes without entering the hollows of the main tubes, along passage curves compatible with the function of these cables.
  • the prestressing cables are inside or outside the concrete of the secondary tubes.
  • the local thickening of the wall of a main tube for the passage of the prestressing cable from a secondary tube is particularly advantageous since the main tube thus offers a thickness of concrete at the arrival of the prestressing cable sufficient to avoid the punching of the main tube by the secondary tube prestressed by this cable.
  • the invention makes it possible to distribute the stresses of the assembly in the most uniform manner.
  • the passages provided in the main tubes for the cables of the prestresses can comprise sheaths facilitating the introduction of the cables.
  • the structure shown in Figure 1 consists, for example, of four main hollow tubes TP assumed to be vertical, assembled by a plurality of secondary tubes TS horizontal or oblique, in reinforced concrete, by prestressing cables C, as is see better in Figure 2.
  • the main tubes consist of sections of high-strength concrete fixed one on top of the other, which include, from place to place, N nodes for the passage or anchoring of the prestressing cables of the secondary tubes. .
  • nodes are preferably prefabricated because of their particular internal shape which is easier to make in the factory than on site.
  • Figures 3 to 12 show, by way of example, different nodes which are distinguished by their internal shape.
  • the knot in FIGS. 3 to 6 is a generally cylindrical tube, the wall of which has, in the central part of the knot, an internal bulge 1 which extends over approximately half the height of the knot and which gradually decreases towards the ends 2, 3 of the node where this wall has a constant thickness such that the hollow of the knot at these ends substantially matches the hollow of the sections (not shown) immediately below and immediately above the main tube which comprises this knot.
  • the hollow of the knot at the location of the swelling is a cylinder D whose axis 4 is offset laterally with respect to the axis 5 of the end hollows of the knot.
  • the bulged part 1 comprises, during manufacture, an internal curved passage 6 for the prestressing cable C of two secondary tubes TS and the node has external (or internal) lateral bosses 7,8 which constitute the lateral tubes bearing surfaces.
  • the bulge of a node can have any shape and any size desired depending on the number and the route of the prestressing cables in the bulge.
  • Figures 7 and 8 show an embodiment where the bulge is much smaller in height.
  • Figures 9 and 10 show an embodiment where the bulge is comparable to that of the knot of Figures 3 to 6, but is performed around the entire periphery of the node while in previous embodiments, this bulge was only carried out on a portion of the perimeter.
  • the node When the node must constitute an anchorage for a prestressing cable, it can also have any desired form of bulge but the node locally has at least one lateral surface S where the passage 6 of the prestressing cable opens and which can serve as a support for cable tensioning and cable retaining means ( Figures 11,12). It is not necessary to describe these means which are well known to those skilled in the art.
  • the bulge of the wall of the main tube is on the interior side but in alternative embodiments, it is provided, according to the invention, to locate this bulge on the exterior side, if this is preferable or easier .
  • Figures 13 to 18 relate to an application of the invention to a tripod structure shown by way of example.
  • This structure comprises two long tubular posts P1, P2 and a short tubular post P3 assembled by secondary tubes TS prestressed, horizontal and oblique.

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Description

  • L'invention concerne une structure tubulaire en béton ainsi que son application comme structure en mer.
  • On connaît des structures tubulaires en béton constituées par un assemblage de tubes principaux creux et de tubes secondaires perpendiculaires ou obliques par rapport aux tubes principaux (publication FR-A-2 291 320).
  • La présente invention vise notamment à permettre une réduction de la quantité de béton nécessaire pour la structure.
  • On y parvient, selon l'invention, par le fait que les tubes secondaires sont des tubes pleins ou creux en appui sur les tubes principaux et que l'assemblage est assuré par des câbles qui précontraingent les tubes secondaires et qui traversent les tubes principaux en passant dans l'épaisseur de la paroi des tubes principaux sans pénétrer dans les creux des tubes principaux, selon des courbes de passage compatibles avec la fonction de ces câbles.
  • Dans des réalisations préférées, la structure de l'invention présente une ou plusieurs des autres caractéristiques suivantes :
    • le tube principal présente des bossages pour servir de surfaces d'appui aux extrémités des tubes secondaires ;
    • un même câble de précontrainte est utilisé pour assurer l'assemblage d'un ou de deux tubes secondaires à un même tube principal ;
    • certains au moins des câbles de précontrainte sont arrêtés sur le tube principal ;
    • la paroi du tube principal présente un renflement à l'endroit où doit passer un câble de précontrainte pour augmenter localement l'épaisseur de cette paroi ;
    • le creux du tube principal présente un rétrécissement local pour réaliser cette augmentation d'épaisseur ;
    • ce rétrécissement local du creux du tube est réalisé sur le pourtour du tube ;
    • ce rétrécissement local du creux du tube est réalisé sur une partie seulement du pourtour du tube ;
    • les passages des câbles de précontrainte sont réalisés dans des portions de tube principal préfabriquées qui constituent des noeuds tubulaires répartis dans la longueur d'un tube principal.
  • Les câbles de précontrainte sont intérieurs ou extérieurs au béton des tubes secondaires.
  • L'épaississement local de la paroi d'un tube principal pour le passage du câble de précontrainte d'un tube secondaire est particulièrement avantageux du fait que le tube principal offre ainsi une épaisseur de béton à l'arrivée du câble de précontrainte suffisante pour éviter le poinçonnement du tube principal par le tube secondaire précontraint par ce câble.
  • En outre, l'invention permet de répartir de la façon la plus uniforme les contraintes de l'assemblage.
  • On peut ainsi limiter la quantité de béton à utiliser pour réaliser la structure et utiliser des tubes de section droite inférieure sans compromettre la sécurité de la structure, ce qui est particulièrement avantageux pour une structure en mer.
  • De façon en soi connue, les passages prévus dans les tubes principaux pour les câbles des précontraintes peuvent comporter des gaines facilitant l'introduction des câbles.
  • On décrira ci-après des exemples non limitatifs de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint, étant précisé que ces figures ont essentiellement pour but de faciliter la compréhension de l'invention par des schémas de principe.
  • La figure 1 est une vue en plan schématique d'une structure élémentaire constituée de quatre tubes principaux assemblés par des tubes secondaires ;
    • la figure 2 est une élévation de la structure de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une coupe verticale schématique d'un tube principal dans la région d'un noeud tubulaire qui constitue une portion du tube et qui comporte dans sa paroi un passage pour un câble de précontrainte commun à deux tubes secondaires qui sont assemblés au tube principal à l'endroit de ce noeud ;
    • la figure 4 est une coupe horizontale du noeud de la figure 3 selon le plan A-A de la figure 3 ;
    • les figures 5 et 6 reproduisent respectivement les figures 3 et 4 mais on y a représenté également les extrémités des tubes secondaires ;
    • les figures 7 et 8 sont comparables respectivement aux figures 5 et 6 mais dans le cas d'une variante de réalisation du rétrécissement du creux du noeud ;
    • les figures 9 et 10 sont comparables respectivement aux figures 5 et 6 mais dans le cas d'une autre variante de réalisation du rétrécissement du creux du noeud ;
    • les figures 11 et 12 sont comparables respectivement aux figures 3 et 4 mais dans le cas où le câble de précontrainte d'un tube secondaire s'arrête sur le noeud ;
    • la figure 13 est une vue latérale d'une structure tripode conforme à l'invention ;
    • la figure 14 est une élévation de la structure de la figure 13 ;
    • les figures 15 et 16 sont des coupes de la structure des figures 13 et 14 par des plans horizontaux, à deux niveaux, et
    • les figures 17 et 18, respectivement comparables à la figure 13 et à la figure 14, montrent les armatures et les câbles de précontrainte.
  • La structure représentée sur la figure 1 est constituée, pour l'exemple, de quatre tubes principaux creux TP supposés verticaux, assemblés par une pluralité de tubes secondaires TS horizontaux ou obliques, en béton armé, par des câbles de précontrainte C, comme on le voit mieux sur la figure 2.
  • Les tubes principaux sont constitués de tronçons en béton à haute résistance fixés l'un sur l'autre de proche en proche et qui comprennent, de place en place, des noeuds N pour le passage ou l'ancrage des câbles de précontrainte des tubes secondaires.
  • Ces noeuds sont de préférence préfabriqués en raison de leur forme interne particulière plus facile à réaliser en usine que sur chantier.
  • Les figures 3 à 12 montrent, à titre d'exemples, différents noeuds qui se distinguent par leur forme interne.
  • Le noeud des figures 3 à 6 est un tube généralement cylindrique dont la paroi présente, dans la partie centrale du noeud, un renflement interne 1 qui s'étend sur la moitié environ de la hauteur du noeud et qui diminue progressivement vers les extrémités 2,3 du noeud où cette paroi a une épaisseur constante telle que le creux du noeud à ces extrémités épouse sensiblement le creux des tronçons (non représentés) immédiatement inférieur et immédiatement supérieur du tube principal qui comporte ce noeud. Du fait de ce renflement, le creux du noeud à l'endroit du renflement est un cylindre D dont l'axe 4 est décalé latéralement par rapport à l'axe 5 des creux d'extrémité du noeud. La partie renflée 1 comporte, de fabrication, un passage courbe interne 6 pour le câble de précontrainte C de deux tubes secondaires TS et le noeud présente aux endroits d'appui des tubes secondaires des bossages latéraux externes (ou internes) 7,8 qui constituent des surfaces d'appui.
  • Le renflement d'un noeud peut avoir toute forme et toute importance désirée selon le nombre et le parcours des câbles de précontrainte dans le renflement.
  • Les figures 7 et 8 montrent une réalisation où le renflement l'est beaucoup plus réduit en hauteur.
  • Les figures 9 et 10 montrent une réalisation où le renflement l'est comparable à celui du noeud des figures 3 à 6, mais est réalisé sur tout le pourtour du noeud tandis que dans les réalisations précédentes, ce renflement n'était réalisé que sur une portion du pourtour.
  • Ces exemples ne sont pas limitatifs.
  • Lorsque le noeud doit constituer un ancrage pour un câble de précontrainte, il peut également avoir toute forme de renflement désirée mais le noeud présente localement au moins une surface latérale S où débouche le passage 6 du câble de précontrainte et qui peut servir d'appui à des moyens de mise en tension de câble et de retenue du câble (figures 11,12). Il n'est pas nécessaire de décrire ces moyens qui sont bien connus de l'homme de métier.
  • Dans les réalisations qui sont représentées, le renflement de la paroi du tube principal est du côté intérieur mais dans des variantes de réalisation, il est prévu, selon l'invention, de situer ce renflement du côté extérieur, si cela est préférable ou plus facile.
  • Les figures 13 à 18 sont relatives à une application de l'invention jà une structure tripode montrée à titre d'exemple. Cette structure comporte deux poteaux tubulaires longs P₁,P₂ et un poteau tubulaire court P₃ assemblés par des tubes secondaires TS précontraints, horizontaux et obliques.

Claims (10)

  1. Structure tubulaire en béton, constituée par un assemblage de tubes principaux creux (TP) et de tubes secondaires (TS) perpendiculaires ou obliques par rapport aux tubes principaux, caractérisée en ce que les tubes secondaires sont des tubes pleins ou creux en appui sur les tubes principaux et en ce que l'assemblage est assuré par des câbles (C) qui précontraignent les tubes secondaires et qui traversent les tubes principaux en passant dans l'épaisseur de la paroi des tubes principaux sans pénétrer dans les creux des tubes principaux, selon des courbes de passage compatibles avec la fonction de ces câbles.
  2. Structure selon la revendication 1, dans laquelle les tubes principaux présentent des bossages (7,8) pour servir de surfaces d'appui aux extrémités des tubes secondaires.
  3. Structure selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle un même câble de précontrainte (C) est utilisé pour assurer l'assemblage d'un ou de deux tubes secondaires (TS) à un même tube principal.
  4. Structure selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle certains au moins des câbles de précontraintes (C) sont ancrés sur le tube principal (TP).
  5. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la paroi du tube principal présente un renflement (1,1',1'') à l'endroit où doit passer un câble de précontrainte pour augmenter localement l'épaisseur de cette paroi.
  6. Structure selon la revendication 5, dans laquelle le creux du tube principal (TP) présente un rétrécissement local (D,D',D'') pour réaliser cette augmentation d'épaisseur de la paroi du tube.
  7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que ce rétrécissement local (D'') du creux du tube est réalisé sur le pourtour du tube.
  8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que ce rétrécissement local (D,D') du creux du tube est réalisé sur une partie seulement du pourtour du tube.
  9. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que les passages des câbles de précontrainte sont réalisés dans des portions de tube principal (TP) préfabriquées qui constituent des noeuds tubulaires (N) répartis dans la longueur d'un tube principal.
  10. Structure en mer caractérisée en ce qu'elle est conforme à l'une des revendications 1 à 9.
EP91400662A 1990-03-12 1991-03-11 Structure tubulaire en béton, notamment pour structure en mer Expired - Lifetime EP0447310B1 (fr)

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