EP1162314B1 - Dispositif de connexion d'un tube métallique et d'une poutre ou dalle en béton - Google Patents

Dispositif de connexion d'un tube métallique et d'une poutre ou dalle en béton Download PDF

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EP1162314B1
EP1162314B1 EP20010401453 EP01401453A EP1162314B1 EP 1162314 B1 EP1162314 B1 EP 1162314B1 EP 20010401453 EP20010401453 EP 20010401453 EP 01401453 A EP01401453 A EP 01401453A EP 1162314 B1 EP1162314 B1 EP 1162314B1
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tube
concrete
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beams
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EP20010401453
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Jean-Pierre Viallon
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Bouygues Travaux Publics SAS
VSL France
Original Assignee
Bouygues Travaux Publics SAS
VSL France
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24—Concrete
    • E01D2101/26—Concrete reinforced
    • E01D2101/28—Concrete reinforced prestressed
    • E01D2101/285—Composite prestressed concrete-metal

Definitions

  • the invention relates to steel-concrete composite structures comprising a trellis of metal tubes diagonally arranged between two concrete slabs or beams, in particular for producing a bridge deck, the roof of a building or an area, pontoon or platform.
  • connection device has been described in the publication FR 2,723,424 which comprises at each end of a trellis tube a metal plate welded to the end of the tube perpendicular to the axis of the tube, said plate being in abutment with the beam or slab and having a plurality of holes with which cooperate fastening means by screwing the plate to bars embedded in the concrete of the beam or slab.
  • An object of the present invention is to provide embodiments of such a device, advantageous in terms of their ease of maintenance and particularly effective.
  • the device is completed by removable cables which pass inside the tube, which pass through the plates located at both ends of the tube and the beams or slabs and which are put in tension as prestressing cables.
  • These cables significantly increase the resistance of the system vis-à-vis the tensile forces without having to substantially increase the dimensions of the device.
  • FIG. 1 shows a straight cylindrical metal tube (1) to which is welded peripherally (s welds), at each end, a metal plate (2) which has in plan the polygonal shape shown in FIG. 2 and which has holes (3 ), for example four holes, located outside the tube and evenly distributed around the axis (4) of the tube.
  • the tube with its two plates is supported on two parallel faces (5) of two concrete beams (P) partially visible in Figure 1: the tube is perpendicular to these faces (4) but in reality it is oblique to the planes of the beams, as illustrated for the example in Figure 6.
  • a seal is interposed between the plate and the concrete surface.
  • the device for connecting a tube to a beam is constituted, at each end of the tube, by a plurality of bars (6) which have been embedded in the concrete of the beam during the casting thereof and which have been attached by any suitable means, fittings (7) which are accessible in housing (8) formed in the concrete.
  • These connectors have a threaded bore in which is screwed a rod (9) which passes through a hole (3) of the plate and a nut (10) is screwed onto the rod until it comes into pressure on the plate, possibly with interposition of a washer (11).
  • a removable cap (12) is provided to protect the bolt.
  • connection between a tube and a beam or slab is completed by removable cables which pass inside the tube, which pass through the plates and the beams and which are stretched in a manner known per se as prestressing.
  • the plates (2) in addition to the holes (3) provided around the grip of the tube for fixing the plates to the bars embedded in the concrete, present inside the tube holes (3 ') for the passage of the cables, for example two diagonally opposite holes (Figure 5).
  • the holes (3) located outside the tube for fastening the tube to the bars (6) anchored in the concrete are regularly distributed around the tube either individually ( Figure 2) or in pairs ( Figure 5) and the holes (3 ') located inside the tube for the passage of the prestressing cables are regularly distributed between the holes (3) or between the pairs of holes (3) ( Figure 5).
  • Each prestressing cable passes into a sheath (13) which comprises a section of sheath (13a) placed inside the tube and sheath sections (13b) placed in place in the beams and nested at their ends in hollow metal parts (14) taken in the concrete beams.
  • the cables themselves pass through these parts and are removably retained by conventional means, for example jaws (15) accessible outside the beams.
  • FIG. 7 shows the end of a duct section (13b) fitted into a hollow metal piece (14), and the strands of a cable (16) are seen in this figure. coming out of the room and stuck in a bit (15).
  • the bars and their removable connections ensure resistance to the ultimate limit states and also removable cables ensure non-decompression under stress of fatigue.

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Description

  • L'invention concerne les structures mixtes acier-béton comportant un treillis de tubes métalliques disposés diagonalement entre deux dalles ou poutres en béton, notamment pour la réalisation d'un tablier de pont, de la couverture d'un bâtiment ou d'une aire, d'un ponton ou d'une plateforme.
  • Elle a plus précisément pour objet les connexions du treillis avec le poutres ou dalles en béton.
  • On a décrit dans la publication FR 2 723 424 un dispositif de connexion qui comprend à chaque extrémité d'un tube du treillis une platine métallique soudée à l'extrémité du tube perpendiculairement à l'axe du tube, ladite platine étant en appui sur la poutre ou la dalle et présentant une pluralité de trous avec lesquels coopèrent des moyens de fixation par vissage de la platine à des barres noyées dans le béton de la poutre ou de la dalle.
  • Le document US-A-5505 033décrit un dispositif de connexion d'un tube métallique droit disposés entre deux dalles ou poutres en béton et connecté à chaque extrémité aux poutres ou aux dalles par un dispositif de connexion qui comprend une platine métallique soudée à l'extrémité du tube perpendiculairement à l'axe du tube, ladite platine étant en appui sur la poutre ou la dalle et présentant une pluralité de trous avec lesquels coopèrent des moyens de fixation par vissage de la platine à des barres noyées dans le béton de la poutre ou de la dalle, les trous étant formés dans la platine autour du tube et les moyens de fixation qui coopèrent avec ces trous pour fixer la platine aux barres étant démontables.
  • Un but de la présente invention est de fournir des réalisations d'un tel dispositif, avantageuses quant à leur facilité de maintenance et particulièrement performantes.
  • Selon l'invention définie par la revendication 1, le dispositif est complété par des câbles démontables qui passent à l'intérieur du tube, qui traversent les platines situées aux deux extrémités du tube ainsi que les poutres ou les dalles et qui sont mis en tension comme des câbles de précontrainte. Ces câbles augmentent de façon considérable la résistance du système vis-à-vis des efforts de traction sans avoir à augmenter sensiblement les dimensions du dispositif.
  • On décrira ci-après des exemples non limitatifs de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel :
    • la figure 1 est une coupe d'un tube métallique comprimé fixé entre deux poutres en béton au moyen de dispositifs de connexion connus, le plan de coupe étant le plan I-I de la figure 2 ;
    • la figure 2 est une vue en plan d'une platine du dispositif de connexion de la réalisation de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue de détails à plus grande échelle de l'une des fixations de la platine à la poutre ;
    • la figure 4 est une coupe analogue à celle de la figure 1 mais dans le cas d'un tube tendu et précontraint;
    • la figure 5 est une vue en plan d'une platine du dispositif de connexion selon la réalisation de la figure 4 ;
    • la figure 6 est une vue d'un tube tendu, équipé selon l'invention de câbles de précontrainte, en situation entre deux poutres ;
    • la figure 7 est un schéma de l'extrémité d'une gaine, et
    • la figure 8 est un schéma des extrémités hautes des câbles de précontrainte d'un dispositif de connexion selon les figures 6 et 7.
  • La figure 1 montre un tube métallique droit cylindrique (1) auquel est soudé périphériquement (soudures s), à chaque extrémité, une platine métallique (2) qui a en plan la forme polygonale représentée sur la figure 2 et qui présente des trous (3), par exemple quatre trous, situés à l'extérieur du tube et régulièrement répartis autour de l'axe (4) du tube.
  • Le tube avec ses deux platines est en appui sur deux faces parallèles (5) de deux poutres (P) en béton visibles partiellement sur la figure 1 : le tube est perpendiculaire à ces faces (4) mais en réalité il est oblique par rapport aux plans des poutres, comme cela est illustré pour l'exemple sur la figure 6. Eventuellement, un joint est interposé entre la platine et la surface en béton.
  • Le dispositif de connexion d'un tube à une poutre est constitué, à chaque extrémité du tube, d'une pluralité de barres (6) qui ont été noyées dans le béton de la poutre lors du coulage de celui-ci et auxquelles ont été fixés par un moyen quelconque approprié, des raccords (7) qui sont accessibles dans des logements (8) formés dans le béton. Ces raccords présentent un alésage fileté dans lequel est vissée une tige (9) qui traverse un trou (3) de la platine et un écrou (10) est vissé sur la tige jusqu'à venir en pression sur la platine, éventuellement avec interposition d'une rondelle (11). De préférence, un chapeau (12) amovible est mis en place pour protéger le boulon.
  • Selon l'invention, la connexion entre un tube et une poutre ou dalle est complétée par des câbles démontables qui passent à l'intérieur du tube, qui traversent les platines et les poutres et qui sont tendus de façon en soi connue comme des câbles de précontrainte.
  • Dans le cas illustré sur les figures 4 à 7, les platines (2), outre les trous (3) prévus autour de l'emprise du tube pour la fixation des platines aux barres noyées dans le béton, présentent à l'intérieur du tube des trous (3') pour le passage des câbles, par exemple deux trous diagonalement opposés (figure 5).
  • De préférence, les trous (3) situés à l'extérieur du tube pour la fixation du tube aux barres (6) ancrées dans le béton sont régulièrement répartis autour du tube soit individuellement (figure 2), soit par couples (figure 5) et les trous (3') situés à l'intérieur du tube pour le passage des câbles de précontrainte sont régulièrement répartis entre les trous (3) ou entre les couples de trous (3) (figure 5).
  • Chaque câble de précontrainte, passe dans une gaine (13) qui comprend un tronçon de gaine (13a) mise en place à l'intérieur du tube et des tronçons de gaine (13b) mis en place dans les poutres et emboîtés à leurs extrémités dans des pièces métalliques creuses (14) prises dans le béton des poutres. Les câbles eux-mêmes traversent ces pièces et sont retenus de façon démontable par des moyens classiques, par exemple des mors (15) accessibles à l'extérieur des poutres.
  • On a représenté à plus grande échelle sur la figure 7, l'extrémité d'un tronçon de gaine (13b) emboîtée dans une pièce métallique creuse (14) et l'on voit sur cette figure les brins d'un câble (16) qui sortent de la pièce et sont coincés dans un mors (15).
  • Ces brins ont été préalablement tendus au moyen de vérins, comme les vérins (17) représentés sur la figure 8, de façon en soi connue.
  • Les barres et leurs connexions démontables assurent la résistance aux états limites ultimes et les câbles également démontables assurent la non décompression sous sollicitation de fatigue.
  • Pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention, équipé de câbles de précontrainte, on réalise les opérations suivantes :
    • mise en place des gaines (13a) dans le tube (1),
    • soudage au tube des platines (2) munies de leurs perçages (3,3') en sorte que les perçages (3') soient au droit des gaines,
    • mise en place dans les coffrages des poutres ou des dalles, des gaines (13b), des pièces métalliques (14) et des barres (6) avec leurs raccords (7), aux endroits appropriés ,et coulage du béton,
    • mise en place et vissage des tiges (8) sur les raccords (7) et vissage des écrous sur les tiges,
    • enfilage des câbles dans les gaines (13a,13b),
    • mise en traction de ces câbles et enlèvement des vérins.
  • L'invention n'est pas limitée aux réalisations qui ont été décrites.

Claims (8)

  1. Dispositif de connexion d'un tube métallique droit (1) et d'une poutre ou dalle en béton (P), pour une structure mixte acier-béton comportant le tube métallique disposé diagonalement entrer deux dalles ou poutres en béton et connecté à chaque extrémité aux poutres ou aux dalles en béton par un dispositif de connexion qui comprend une platine métallique (2) soudée à l'extrémité du tube perpendiculairement à l'axe (4) du tube, ladite platine (2) étant en appui sur la poutre ou la dalle (P) et présentant une pluralité de trous (3) avec lesquels coopèrent des moyens de fixation par vissage de la platine à des barres (6) noyées dans le béton de la poutre ou de la dalle, les trous (3) étant formés dans la platine autour du tube (1) et les moyens de fixation (7,9,10) qui coopèrent avec ces trous pour fixer la platine aux barres étant démontables, caractérisé en ce que la connexion entre le tube et les poutres ou dalles est complétée par des câbles démontables (16) qui passent à l'intérieur du tube (1), qui traversent les platines (2) et les poutres ou dalles (P) et qui sont tendus comme des câbles de précontrainte.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ces moyens de fixation comprennent des tiges filetées (9) qui sont vissées de façon détachable à des connecteurs (7) fixés aux extrémités des barres (6) noyées dans le béton de la poutre ou de la dalle, ces tiges traversant les trous (3) de la platine et présentant en saillie sur la platine des extrémités sur lesquelles sont vissés des écrous (10) qui sont serrés sur la platine (2).
  3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de connexion d'un tube à une poutre est constitué, à chaque extrémité du tube, d'une pluralité de barres (6) qui ont été noyées dans le béton de la poutre lors du coulage de celui-ci et auxquelles ont été fixés des raccords (7) qui sont accessibles dans des logements (8) formés dans le béton, ces raccords présentant un alésage fileté dans lequel est vissé une tige (9) qui traverse un trou (3) de la platine, un écrou (10) étant vissé sur la tige jusqu'à venir en pression sur la platine.
  4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les platines (2), outre les trous (3) prévus autour de l'emprise du tube pour la fixation des platines aux barres noyées dans le béton, présentent à l'intérieur du tube des trous (3') pour le passage des câbles de précontrainte.
  5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les trous (3) situés à l'extérieur du tube pour la fixation au tube des barres (6) ancrées dans le béton sont régulièrement répartis autour du tube (1) soit individuellement, soit par couples et les trous (3') situés à l'intérieur du tube pour le passage des câbles de précontrainte sont régulièrement répartis entre les trous (3) ou entre les couples de trous (3).
  6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les câbles de précontrainte (16) passent dans des tronçons de gaines (13a) situés dans les tubes (1) et dans des tronçons de gaine (13b) situés dans les poutres ou dalles (P) et sont emboîtés à leurs extrémités dans des pièces métalliques creuses (14) prises dans le béton des poutres ou dalles.
  7. Structure comportant un treillis de tubes métalliques (1) disposés obliquement entre deux poutres ou dalles (P) en béton, caractérisée en ce que les tubes sont connectés aux poutres ou dalles par des dispositifs selon l'une des revendications 1 à 6.
  8. Application d'une structure selon la revendication 7 à la réalisation d'un tablier de pont, d'une couverture, d'un ponton ou d'une plateforme.
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