EP2231947A1 - Element prefabrique pour la realisation d'une dalle en beton arme et dalle ainsi realisee - Google Patents

Element prefabrique pour la realisation d'une dalle en beton arme et dalle ainsi realisee

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EP2231947A1
EP2231947A1 EP08761900A EP08761900A EP2231947A1 EP 2231947 A1 EP2231947 A1 EP 2231947A1 EP 08761900 A EP08761900 A EP 08761900A EP 08761900 A EP08761900 A EP 08761900A EP 2231947 A1 EP2231947 A1 EP 2231947A1
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EP
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beams
concrete
longitudinal
slab
transverse
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EP08761900A
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EP2231947B1 (fr
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Philippe Matiere
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Societe Civile de Brevets Matiere
Original Assignee
Societe Civile de Brevets Matiere
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E01D2101/268—Composite concrete-metal

Definitions

  • the invention relates to a prefabricated element for the realization of a reinforced concrete slab and also covers a slab thus produced and its manufacturing process.
  • slabs of reinforced concrete comprising a metal reinforcement embedded in the concrete, between two faces of facing, generally parallel.
  • formwork panels are placed on which the reinforcement is placed and then the concrete is poured on the desired thickness.
  • prefabricated beams spaced apart from each other between which are placed shuttering panels for the casting of the slab, the prefabricated beams being provided with connectors to be secured to the slab after the setting of the concrete .
  • the dimensions of such prefabricated beams are limited by the possibilities of lifting and handling.
  • Document FR-A-2 851 779 describes a prefabricated element of this type comprising at least two parallel metal beams each having a core, an upper flange and a lower flange embedded in a concrete slab.
  • the webs of the two metal beams are connected at their lower part by hitching irons which extend laterally projecting from the concrete plate to ensure the transverse connection between the adjacent prefabricated elements.
  • Document FR-A-2 851 779 aims to improve the transverse strength of the structures thus produced by means of the hitching irons which extend laterally projecting from the sole. In this way, it is possible to make the rails of a crossing structure.
  • the bending resistance is provided by the metal beams, the concrete serving essentially as coating.
  • the concrete plate connecting the lower flanges of the metal girders is subjected to stresses which risk cracking it, in particular during the transport and laying of the prefabricated element.
  • the invention provides a solution to such problems thanks to a new type of prefabricated element that is both lightweight and strong, comprising a monolithic reinforcement cage capable of withstanding the bending forces in all directions by cooperating, in addition, perfectly with the concrete slab during the transport and laying of the element and, in use, with the concrete of the slab.
  • the invention thus makes it possible to realize quickly, economically and safely reinforced concrete slabs possibly having spans. relatively large, may exceed 10 meters, with a relatively small thickness, of the order of 500 to 600 mm.
  • the subject of the invention is therefore, in general, a prefabricated element for producing a reinforced concrete slab, of the type comprising at least two longitudinal metal beams each having at least one core, a lower flange and a flange. upper sole plate, a reinforced concrete plate in which the lower flanges of the metal beams are embedded, and means for transverse connection between the longitudinal beams, said concrete slab constituting, after the element has been laid on spaced apart supports, a formwork for casting a concrete layer in which the longitudinal beams are embedded so as to form the slab.
  • the connecting means between the longitudinal beams consist of two transverse reinforcement plies extending respectively to the lower flanges and to the upper flanges of said beams and fixed rigidly thereto so as to forming with said beams a monolithic reinforcement assembly capable of withstanding the bending forces applied in the longitudinal and transverse directions cooperating with the concrete plate, during transport and laying of the element on its supports.
  • the two reinforcing plies each comprise a plurality of spaced transverse bars, welded on the outer faces of the flanges, respectively upper and lower, longitudinal beams, and a plurality of longitudinal bars welded on said transverse bars.
  • At least the outer faces of the flanges, respectively upper and lower longitudinal beams, are provided with protruding connectors so as to ensure the bonding of the beam with the concrete which enrobe.
  • the vertical core of each metal beam has a perforated structure having concrete passage openings on either side of the beam through the vertical core.
  • the concrete plate in which the lower parts of the beams are embedded has a width compatible with the possibilities of transport by road or rail.
  • the concrete slab may be extended at right angles along at least one of its lateral sides by a portion raised so as to form a cornice having a height at least equal to the thickness of the slab. slab to achieve.
  • the concrete slab can be extended at right angles along at least one of its transverse sides by a raised portion forming a cornice in which is embedded the corresponding end of each longitudinal beam.
  • the invention thus makes it possible to produce a slab or a platform of any width resting on at least two spaced apart supports. But it is also possible to make several consecutive bays based on intermediate supports.
  • each metal beam is extended beyond the corresponding transverse side of the plate, by a connecting portion extending in a console and can be secured to a corresponding part of the plate. a metal beam of a next element.
  • the two reinforcing plies respectively form with the sole plates of the beams, the lower part and the upper part of at least one tubular reinforcement cage extending between two longitudinal beams substantially along their entire length and secured thereto by solder points made at least at the upper flanges and lower flanges.
  • the invention also covers a method for producing a prefabricated element comprising the following steps:
  • a prefabricated element comprising at least one longitudinal metal beam having a bottom flange and an armor ply sealed in a reinforced concrete plate capable of constituting a formwork for the pouring of a reinforced concrete slab by the monolithic reinforcement cage constituted by the beams secured by the two plies of reinforcement.
  • Such prefabricated elements allow for a reinforced concrete slab resting on at least two spaced apart supports.
  • at least one prefabricated element is placed on the supports and the lower concrete plate is surrounded by shuttering elements extending vertically over a height at least equal to the thickness of the slab to be produced, this being obtained by pouring concrete into the mold thus formed and whose plate constitutes the bottom, to a thickness sufficient to completely drown the reinforcement cage.
  • the concrete slab is provided with a recess in which at least one connecting piece is provided at the desired location on the support for sealing the slab with the support. by pouring concrete into said recess.
  • the slab consists of at least two prefabricated elements placed next to each other with at least two adjoining adjacent sides and two outer sides along which the concrete slab is provided with a raised portion constituting a formwork element for pouring concrete into the mold thus formed.
  • the slab consists of at least two elements placed one after the other in the longitudinal direction with joining the adjacent ends of the metal beams.
  • Figure 1 shows schematically in cross section the realization of a prefabricated element according to the invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a slab formed from two elements placed side by side.
  • Figure 3 shows a first example of use of prefabricated elements for the realization of a building.
  • Figure 4 shows two variants of the junction between the plates.
  • FIG. 5 schematically shows, in perspective, the production of a bridge plate by means of prefabricated elements according to the invention.
  • FIG. 6 shows, in cross section, an example of a lower passage made by means of prefabricated elements according to the invention.
  • Figure 7 is a partial view, in cross section, of the deck of such a lower passage.
  • Figure 8 is a detail view, in section, of a recess.
  • Figure 9 is a side view of a composite bridge deck resting on an intermediate support.
  • FIG. 10 is a partial sectional view of the plate of FIG. 9.
  • Figure 11 shows the connection between two consecutive elements at the intermediate support.
  • FIG. 12 is a view from below along the line 1-1 of FIG. 1.
  • FIG. 13 is a sectional view along the line II-II of FIG.
  • Figure 14 is another example of junction between two consecutive plate elements with offset support.
  • Figure 15 shows, in cross section, another embodiment of a prefabricated element according to the invention.
  • Figure 16 shows, in cross section, another embodiment of a slab consisting of two elements according to Figure 15, placed side by side.
  • FIG. 1 diagrammatically shows, in cross-section, a first embodiment of a prefabricated element 1 according to the invention comprising, in the example shown, three beams 2 made of I or H section metal sections. whose lower part is sealed in a plate 3 of reinforced concrete.
  • the beams 2a, 2b, 2c are parallel to a longitudinal direction of the element 1, that is to say perpendicular to the plane of Figure 1 and each comprise a vertical core 20 and two flanges 21, 22, the lower sole 21 being embedded in the concrete plate 3.
  • the three beams 2a, 2b, 2c are connected by two reinforcing plies, respectively an upper ply 4 and a lower ply 4 'embedded in the concrete plate 3.
  • the upper sheet 4 consists, in a conventional manner, of a plurality of transverse bars 41 and longitudinal bars 42 spaced from each other and distributed, respectively, along the length and the width of the element.
  • the transverse bars 41 are applied directly to the outer faces 23 of the upper flanges 22 of the three beams 2a, 2b, 2c and, in addition, are fixed thereto, by weld points 43 distributed over the entire width of the sole 22 or by a continuous weld seam. In this way, each transverse bar 41 is secured to the upper flanges 22 of the three beams 2a, 2b, 2c.
  • the longitudinal bars 42 spaced from each other and distributed over the entire width of the element, are placed above the transverse bars 41 and fixed thereto by welding.
  • the lower ply 4 ' consists of transverse bars 41' and longitudinal bars 42 ', the transverse bars 41' being applied and welded to the outer faces 23 'of the lower flanges 21 of the three beams 2a, 2b, 2c, the lower longitudinal bars 42 'being placed below the lower transverse bars 41' and fixed thereon by welding.
  • the lower ply 4 ' is thus embedded with the flanges 21 in the concrete plate 3, the thickness of which must be sufficient for the longitudinal bars 42' fixed on the transverse bars 41 'and the lower flanges 21 to be at a distance minimum coating (b) of the underside of the plate 3.
  • the characteristics of the metal reinforcement cage constituted by the beams (2) and the two reinforcing plies (4, 4 '), as well as the thickness (e) of the plate ( 3), are determined so that, after demolding, all of the element thus produced can be handled, transported and put in place on spaced apart supports and that, in addition, the plate 3 can withstand certain loads or shocks accidents and the weight of the concrete 1 1 which, as discussed below, is poured over the plate 3 including the beams 2 to form a slab D.
  • the number of metal beams 2, their dimensions, their spacing I and the characteristics of the two reinforcing plies will be determined as a function of the loads to be borne by the slab D made by means of the element 1, as well as the possibilities handling and laying thereof, in particular lifting devices that are available at the construction site.
  • the assembly constitutes a monolithic reinforcement cage, relatively rigid and dimensionally stable, able to withstand the stresses, in particular the bending forces applied in the longitudinal direction and in the transverse direction, cooperating with the concrete plate 3 during transport and installation of element 1 on its supports.
  • each section of the reinforcement cage comprising two sections on which the transverse bars 41, 41 'are welded constitutes an indeformable rectangle and It is therefore unnecessary to provide connecting stirrups between the two reinforcing plies.
  • a prefabricated element can, in fact, be made in a mold 10 having a bottom 101 preferably rectangular, two lateral sides 102 and two transverse sides 103.
  • the reinforcement cage is first of all prefabricated by placing one next to the other, on a plane support, the metal beams 2a, 2b, 2c on which the transverse bars 41 are then placed. which are welded to the outer faces 23 'of the flanges 21, over the entire width thereof. Then the longitudinal bars 42 'are laid and welded on the cross bars 41'. Connectors 24 'are also fixed on the flanges 21. The assembly thus produced can then be turned over so as to allow the laying and welding of the transverse bars 41 on the flanges 22 equipped with connectors 24, then longitudinal bars 42.
  • a metal reinforcement cage has thus been formed comprising three beams 2a, 2b, 2c whose soles are secured by the two reinforcing plies 4, 4 '.
  • a minimum coating distance (b) relative to the bottom of the mold is maintained by unrepresented spacers.
  • the mold is then filled with concrete 1 1 to a height (e) for example of the order of 10 to 20 cm, so as to completely embed the armature ply 4 ', the connectors 24' and the lower parts beams 2, giving the desired resistance to the plate 3.
  • the prefabricated element 1 thus produced can be removed and transported to the construction site.
  • the total width L of the element, between the lateral sides 30 of the plate 3 will be determined so as to respect the road traffic gauge.
  • This width L may therefore be of the order of 2.5 m, the element 1 preferably comprising three beams 2 spaced apart by about 0.8 m.
  • the length of the element can be much more important. For example, a length of 10 to 15 m still allows transport on a conventional road trailer.
  • a prefabricated element thus produced can be particularly strong while remaining relatively flexible, given its length, while maintaining, however, a weight compatible with the lifting possibilities normally available on a site of some importance, by example for the realization of a bridge or a passage under.
  • Such an element can therefore be handled and placed on supports spaced in the longitudinal direction, the elements being placed side by side in a number to cover the desired surface.
  • FIG. 1 shows a standard element comprising a plurality of metal beams 2 rigidly connected by the two reinforcing plies 4, 4 ', the assembly being sealed at the base in a plate 3 which is extended laterally, Beyond the beams 2a, 2c, a free length (I / 2) preferably equal to half the gap between the beams 2.
  • the transverse bars 41 of two adjacent elements 1, 1 ' can be extended beyond the junction plane P and associated with longitudinal bars 43 to ensure the joining of the two upper reinforcing plies. at the level of the plane P.
  • short transverse bars 44 associated with longitudinal bars 43 ' can be placed on the upper faces of the plates 3, 3' between the webs 20c, 20'a of the two beams. longitudinal adjacent 2c, 2'a.
  • the total height (h) of the D-slab may be less than that of a concrete slab.
  • classical weapon comprising two reinforcing plies connected by stirrups.
  • a raised portion 36 which preferably extends over the height (h) to give the slab and is a kind of cornice.
  • a raised portion 36 which preferably extends over the height (h) to give the slab and is a kind of cornice.
  • Figure 2 of a floor consisting of two elements placed side by side one of the lateral sides of each of the elements 1, 1 'is provided with a cornice 36, 36', the other two sides of the plates 3, 3 'joining along the longitudinal joint plane P, in which is interposed a seal 35. It is thus possible to make a slab more or less armed depending on the loads to bear.
  • the elements can thus be prefabricated in the factory then transported to the construction site.
  • such a technique makes it possible, for example, for a building or a parking lot, a floor 5 resting on walls or rows of spaced apart pillars 50.
  • the transverse ends 51 of the slabs can be formed, either by a removable formwork or by a portion raised cornice.
  • the adjacent sides 30, 30 'of the plates 3, 3' of two neighboring elements can be provided with thinned or recessed, recessed and projecting parts which fit into one another when the elements are laid, with the interposition of a seal 35.
  • the use, as main reinforcements, of metal beams 2 cooperating with the reinforcing plies 4, 4 ', the concrete slab 3 and the concrete 1 1 of the slab D makes it possible to produce prefabricated elements of great length being able to rest, at their ends, on supports separated by a distance being able to exceed the 15 m.
  • the platform 5 of the bridge which rests on two longitudinal beams 53 apart, consists of a plurality of prefabricated elements 1, 1 'each comprising several metal beams 2 whose base is sealed in a concrete plate 3.
  • a single beam 2 has been shown for the prefabricated element 1b and the reinforcing bars 41, 42 are only partially indicated.
  • the two main beams 53 on which the platform 5 of the bridge lies are separated by a distance L2 less than the length L1 of the element which thus comprises a central portion 3a extending between the two beams 53 and two parts 3b extending cantilevered.
  • each element 1 is provided, at its two longitudinal ends, with raised portions 56 which, as previously, extend at right angles to the transverse sides 38 of the plate 3 and extend to above the level of the upper flanges. beams 2 so as to form transverse cornices 56 in which are included the ends 23 of the beams 2.
  • housings 57 can be reserved in these transverse cornices 56 to facilitate the assembly of unrepresented railings.
  • the elements 1 placed at the ends of the platform 5 are provided, as in the case of Figure 2, a raised portion 36 parallel to the beams 2 and forming a lateral formwork.
  • These lateral raised portions 36 and transverse 56 form a self-formwork for pouring concrete 1 1 to embed the beams 2 and thus form the platform of the bridge.
  • the concrete plate 3 is provided, at the level of the main beams 53 on which the platform 5 rests, recesses 37 which pass through the plate 3 over its entire height and are placed between two parallel longitudinal beams 2.
  • the corresponding zones of the main beams 53 are then provided with connectors 54 welded to the upper flange 55 of the beam 53 and which engage in the recesses 37 at the laying of the prefabricated element 1 which can thus be sealed to the main beams 53 by casting concrete in the recesses 37.
  • the platform 5 thus produced could be based, if necessary, on more than two main beams 53.
  • the realization of such a bridge is easier and safer than by the old methods.
  • the plate 3 being relatively thick and armed, during the prefabrication of each element, by the lower sheet 4 'welded to the soles 21, it is no longer necessary to provide a fall protection for setting up and sealing the elements. These can only be fitted with temporary guardrails attached to the upper flange of the metal beams 2.
  • FIGS. 6 and 7 show the production of a lower passage by means of prefabricated elements according to the invention.
  • a lower passage comprises, for example, a platform 6 resting on two spaced apart abutments 61 which may advantageously consist of juxtaposed prefabricated elements, each comprising a vertical wall forming a cross-piece 61 and provided at its base with an enlarged sole 62 enabling this pedestrian element is simply placed on the bottom of a trench T.
  • each pedestal element 61 is provided at its upper part with an enlarged part 63 on which the platform 6 which can be constituted, as shown in Figure 7 of a plurality of prefabricated elements in the manner shown in Figure 1 and each comprising a concrete plate 3 in which are sealed the lower flanges of two or three metal beams 2.
  • the distance between L3 support may be of the order of 15 m, the l very metallic 2 being dimensioned accordingly to present the inertia necessary for the recovery of the own weight of the elements and loads applied.
  • the assembly may be covered with an embankment R for the passage of a transverse lane.
  • the number of elements 1 constituting the platform 6 is determined as a function of the width of the passage to be made, the plates 3 of the elements being provided, on their lateral sides 30, with conjugate parts engaging one inside the other of way to avoid the risks of strumming.
  • the elements 1 placed on the sides of the platform 6 thus produced are provided with raised portions 36 forming self-formwork for the realization of the slab D by pouring concrete 1 1 until- above the level of the upper flanges 22 of the beams 2 which are thus completely embedded in the concrete 1 1.
  • the elements 1 forming such a platform 6 can simply be placed, at their ends, on the two abutments 61, by means of conventional supports, for example neoprene or roller supports for dilations.
  • Figure 8 is a detail view showing, by way of example, such a recess.
  • the platform 6 consists of a number of elements 1 placed side by side and each comprising a concrete plate 3 in which are sealed the lower flanges 21 of several metal beams 2.
  • each metal beam 2 is extended beyond the transverse edge 38 of the plate 3, by a part 23 extending over a free length d and coming to rest, via a metal grain 24, on a plate 25 sealed on the upper face 64 of the right-hand side 61.
  • a seal 26 is placed along the transverse edge 38 of the plate 3 which is located substantially at the inner edge of the upper portion 63 of the pawl 61.
  • the platform 6 and recessed at its ends in the piers 61 can have a very large L3 range, up to 15 m, for a relatively small height h, of the order of 500 to 600 mm, for example.
  • the prefabricated elements according to the invention can be light enough to be handled by medium power lifting equipment and the use, as longitudinal reinforcements, of metal profiles cooperating with the concrete slab D makes it possible to reduce thickness of it.
  • the method according to the invention is therefore particularly suitable, for example, for the coverage of an urban motorway, often made in trench, because it allows to put in a few hours, in the middle of the night, a number of prefabricated elements. placed side by side, the concrete plates 3, armed by the lower plies 4 'welded to the flanges 21 of the beams 2, being strong enough to safely achieve the casting of the concrete 1 1 forming the slab, even after the recovery of the circulation.
  • the invention is also particularly advantageous for the realization of mixed bridges with several spans.
  • FIG. 9 shows, by way of example, a bridge comprising such a platform 6 of great length resting on an intermediate stack 7 and, at its ends, on abutments 61.
  • the platform 6 shown, in partial section, in FIG. 10, consists of a number of prefabricated elements 1 comprising, according to the invention, metal beams 2 having a bottom soleplate 21 sealed in a plate. concrete 3 with a lower reinforcing ply 4 '.
  • the lateral elements 1a comprise a raised portion 36 which forms a self-formwork for pouring the concrete 1 1 embedding all the reinforcements to form the slab D.
  • this slab D is covered with a wearing course 15 and may comprise, on each side, a sidewalk 16 and a railing 17.
  • the prefabricated elements 1 forming the platform 6 can have a large range, for example from 10 to 15 m, and bear at one end on the abutment 61 and at the other end on the intermediate stack 7 ( Figure 1 1).
  • the end of the platform 6 resting on the abutment 61 forms a recess 60 made in the manner described above with reference to Figure 8, such an installation to limit the height of the beams 2 necessary to withstand the applied loads.
  • Figures 1 1 to 13 show the realization of the intermediate support on the stack 7, before casting the concrete constituting the slab.
  • FIG. 11 shows, in elevation, the junction between two consecutive elements 1, 1 'extending on either side of a transverse joint plane Q, at the level of the intermediate support 7, FIG. cross-section in the joint plane Q.
  • Each prefabricated element 1, 1 ' comprises, as in the case of FIG. 1, three metal girders 2 having a bottom flange 21 and a reinforcing ply 4' sealed in the concrete slab 3 constituting the basis of the element.
  • the beams 2 are extended by a portion 23 beyond the transverse edge 38 of the plate 3 which is stopped at a distance (d) from the joint plane Q while the beams 2 extend substantially until joint plane, the ends 23, 23 'cantilever parts of the beams being separated only by a small gap (i).
  • the corresponding beams 2, 2 'of two consecutive elements 1, 1' which are placed in the extension of one another, are joined together by a splice 8 comprising vertical plates 81 bolted on the webs 20, 20 'of the two beams 2, 2' and sets of horizontal plates 82, 83 bolted on the two faces, respectively inner and outer of the flanges, respectively bottom 21, and upper 22 of the two beams 2, 2 '.
  • a lower formwork panel 75 is put in place to form the bottom of the space left free between the ends 38, 38 'of the concrete plates 3, 3 'of the two elements 1, 1'.
  • each space between two consecutive elements 1, 1 ' can be closed by a panel 75 in two parts provided with notches for the passage of the bearing grains 73 of the three pairs of beams 2, 2', the entire panel being sealingly attached to the transverse edges 38, 38 'of the two plates 3, 3' and to the grains 73 so as to form a formwork allowing the casting of self-placing concrete on the plates 3, 3 'of the consecutive elements to form the platform 6 by embedding all of the metal beams joined together and the two upper layers 4 which can be connected by longitudinal connecting bars 45.
  • the metal beams 2 could have another profile, for example with a perforated core or lattice.
  • the width (L) of the elements 1 may vary, as well as the number of beams 2 per element and their spacing, the constitution of the secondary reinforcement 4 and the distribution of the longitudinal and transverse irons 13 and 12 being adapted accordingly. .
  • the prefabricated elements 1 will normally have a rectangular shape, with two lateral sides 30 parallel to the beams 2 but other forms can be envisaged. For example, some elements could have convergent lateral sides in order to make a bridge platform at an angle or in a curve.
  • FIG. 15 shows, by way of example, in cross-section, another embodiment of such a prefabricated element comprising three longitudinal sections 2a, 2b, 2c with an I-section, the lower flanges 21 of which are embedded in a plate made of Concrete 3.
  • this concrete slab can be reinforced with a welded mesh 31 passing below the flanges 21 of the beams 2 and whose ends 31 'can be folded to arm the lateral sides 30 of the plate 3 but this lattice 31 would be insufficient to avoid, during demolding and handling of the element , the risk of cracking of the concrete plate 3 by the soles 21 embedded in it, in case of overturning, even small, metal beams 2.
  • this risk is avoided by rigidly connecting the lower flanges 21 and upper 22 of the beams by two reinforcing plies so as to produce a relatively undeformable monolithic reinforcement cage.
  • this securing of the metal beams is obtained by means of tubular cages 40a, 40b constituted by longitudinal bars 42 connected by rings 46 whose lower part and the upper part are placed respectively at the level of the soles. lower 21 and lower flanges 22 and welded thereon by welding points 47, 47 ', the rings 46 being also welded to the webs 20 of the beams 2 by welding points 48.
  • Each hoop 46 of a tubular cage 40 is thus connected to each of the profiles 2 which surround it, by three separated welding points 47, 48, 47 'and thus constitutes a non-deformable rectangular assembly opposing the overturning of the sections 2a, 2b.
  • a slab D of any width can be made by placing side by side a number of prefabricated element 1 having a width of 2 m to 2.5m.
  • FIG. 16 shows a slab having a width of approximately 5 m consisting of two elements 1, 1 'placed side by side on either side of a junction plane P.
  • the concrete plates 3, 3 ' are provided, on the side opposite the plane P, cornices 36 allowing casting of the concrete 1 1 to form the slab D, a seal 35 being placed between their adjacent sides.
  • An intermediate tubular cage 40c is placed between the end beams 2c, 2'c of the two adjacent elements 1, 1 '.
  • This intermediate cage 40c consists, like the cages 40, of a number of longitudinal bars 42 connected by rings 46 but its thickness is reduced so as to rest on the upper face 32 'of the two adjoining plates 3, 3' by ensuring the joining of the two parts of the slab D.
  • transverse threads (12) are put in place, before casting the concrete (1 1) so as to extend across the width of the platform through the souls 20 of the beams 2 by orifices previously drilled in the factory for this purpose.
  • these cornices can be reinforced by a suitable reinforcement not shown, so as to form side beams 36, 36 ', with, optionally, armatures waiting which provide the connection with the transverse threads 12.
  • the beams 2 which constitute, in the longitudinal direction, the main reinforcement of the slab D, may be supplemented by longitudinal threads 13 added to the reinforcement cages 4.

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Description

ELEMENT PREFABRIQUE POUR LA REALISATION D'UNE DALLE EN BETON ARME ET DALLE AINSI REALISEE
L'invention a pour objet un élément préfabriqué pour la réalisation d'une dalle en béton armé et couvre également une dalle ainsi réalisée et son procédé de fabrication. Pour la construction de bâtiments ou de certains ouvrages d'art, on doit souvent réaliser des dalles en béton armé comportant une armature métallique noyée dans le béton, entre deux faces de parement, généralement parallèles.
Pour la réalisation de dalles horizontales, on met en place des panneaux de coffrage sur lesquels on pose l'armature puis l'on coule le béton sur l'épaisseur voulue.
On peut aussi poser entre les appuis des poutres préfabriquées écartées les unes des autres entre lesquelles sont placés des panneaux de coffrage pour la coulée de la dalle, les poutres préfabriquées étant munies de connecteurs afin d'être solidarisées avec la dalle après la prise du béton. Les dimensions de telles poutres préfabriquées sont limitées par les possibilités de levage et de manutention.
Pour les moyennes et grandes portées, on peut utiliser des éléments préfabriqués du type « poutre-dalle » formant chacun une poutre nervurée en béton avec une semelle supérieure constituant une partie du plancher mais de tels éléments sont relativement lourds et fragiles.
Dans un autre procédé connu, pour la réalisation d'une dalle ayant une portée de quelques mètres, on pose entre deux appuis des poutres métalliques parallèles à section en I entre lesquelles sont disposées des plaques minces qui prennent appui sur les semelles inférieures des poutres de façon à former, entre celles-ci, un coffrage permettant de couler du béton pour former une dalle dans laquelle sont noyées les poutres métalliques. Ces plaques minces sont mises en place manuellement et doivent donc être assez légères mais, de ce fait, l'épaisseur de béton que l'on peut couler au-dessus de la plaque est limitée.
D'autre part, la pose de ces plaques minces entre les poutres n'est pas facile et est réalisée, habituellement, par des opérateurs se déplaçant sur les poutres préalablement posées. Ces opérations sont, donc, assez dangereuses puisqu'elles s'effectuent au-dessus du vide et, que même après la pose des plaques de coffrage, celles-ci ne sont pas prévues pour résister à une chute. Il est donc nécessaire de prévoir des protections qui compliquent le procédé et en réduisent l'intérêt.
Par ailleurs, lors de la coulée du béton, des fuites peuvent se produire à la jonction entre les plaques minces et les semelles des poutres.
De plus, les faces externes des semelles métalliques restent apparentes et doivent donc être peintes et entretenues régulièrement.
Pour éviter cet inconvénient, on a donc eu l'idée de noyer les semelles inférieures des poutres métalliques dans une pré-dalle en béton formant un coffrage pour la coulée de béton sur une épaisseur suffisante pour noyer la partie inférieure des poutres métalliques et constituant donc la face inférieure de la dalle épaisse ainsi réalisée.
Le document FR-A-2 851 779, par exemple, décrit un élément préfabriqué de ce type comportant au moins deux poutres métalliques parallèles ayant chacune une âme, une semelle supérieure et une semelle inférieure noyées dans une plaque en béton. En outre, les âmes des deux poutres métalliques sont reliées, à leur partie inférieure, par des fers d'attelage qui s'étendent latéralement en saillie de la plaque en béton afin d'assurer la liaison transversale entre les éléments préfabriqués adjacents.
Un tel procédé est prévu, normalement, pour la réalisation de planchers peu sollicités transversalement. Le document FR-A-2 851 779 a pour but d'améliorer la résistance transversale des ouvrages ainsi réalisés au moyen des fers d'attelage qui s'étendent latéralement en saillie de la semelle. De la sorte, il est possible de réaliser les longerons d'un ouvrage de franchissement. Cependant, dans un tel procédé, la résistance à la flexion est assurée par les poutres métalliques, le béton servant essentiellement d'enrobage. De ce fait, la plaque en béton reliant les semelles inférieures des poutres métalliques est soumise à des sollicitations qui risquent de la fissurer, en particulier lors du transport et de la pose de l'élément préfabriqué. Cet inconvénient peut être évité en soumettant les poutres métalliques, lors de la coulée de la plaque en béton, à une déformation élastique qui permet, après relâchement d'assurer une précontrainte de la plaque en béton. En pratique, cependant, la mise en œuvre d'un tel procédé est assez complexe, en particulier, pour la réalisation d'ouvrages ayant une portée relativement importante, de l'ordre de 15 m, par exemple.
Or, on est amené à réaliser très rapidement des dalles en béton ou des ouvrages de franchissement d'une telle portée, par exemple pour la couverture d'une autoroute urbaine. Dans ce cas, les ouvrages doivent être posés en peu de temps, généralement au cours de la nuit, afin de ne pas arrêter la circulation pendant une trop longue période.
Cependant, en site urbain, il est parfois difficile d'utiliser des engins de levage encombrants de très grande puissance et il est donc nécessaire de limiter le poids des éléments préfabriqués et, par conséquent, celui de la plaque en béton dans laquelle sont noyées les semelles inférieures des poutres métalliques. Cette plaque de liaison risque donc de ne pas avoir la résistance suffisante pour éviter le renversement des poutres. En outre, pour réaliser des portées importantes, de l'ordre de 15 m, la largeur de l'élément doit être limitée, par exemple à 2 ou 3 m. Un tel élément en forme de bande relativement étroite a tendance à se vriller, en particulier lors des opérations de levage, ce qui augmente les risques de fissuration.
Par ailleurs, il est intéressant, pour obtenir une résistance suffisante à la flexion, d'assurer une véritable coopération entre l'armature métallique et le béton alors que, dans le procédé du document FR-A-2 851 779, cette résistance est apportée uniquement par les poutres métalliques.
L'invention apporte une solution à de tels problèmes grâce à un nouveau type d'élément préfabriqué à la fois léger et résistant, comportant une cage de ferraillage monolithique capable de résister par elle-même aux efforts de flexion dans toutes les directions en coopérant, en outre, parfaitement avec la plaque en béton lors du transport et de la pose de l'élément et, en service, avec le béton de la dalle.
L'invention permet ainsi de réaliser de façon rapide, économique et sûre des dalles en béton armé ayant éventuellement des portées relativement importantes, pouvant dépasser 10 mètres, avec une épaisseur relativement faible, de l'ordre de 500 à 600 mm.
L'invention, a donc pour objet, d'une façon générale, un élément préfabriqué pour la réalisation d'une dalle en béton armé, du type comprenant au moins deux poutres longitudinales métalliques ayant chacune au moins une âme, une semelle inférieure et une semelle supérieure, une plaque en béton armé dans laquelle sont noyées les semelles inférieures des poutres métalliques, et des moyens de liaison transversale entre les poutres longitudinales, ladite plaque en béton constituant, après la pose de l'élément sur des appuis écartés, un coffrage pour la coulée d'une couche de béton dans laquelle sont noyées les poutres longitudinales, de façon à former la dalle.
Conformément à l'invention, les moyens de liaison entre les poutres longitudinales sont constitués de deux nappes d'armatures transversales s'étendant au droit, respectivement, des semelles inférieures et des semelles supérieures desdites poutres et fixées rigidement sur celles-ci de façon à former avec lesdites poutres un ensemble de ferraillage monolithique capable de résister aux efforts de flexion appliqués dans le sens longitudinal et dans le sens transversal en coopérant avec la plaque en béton, lors du transport et de la pose de l'élément sur ses appuis.
Dans un mode de réalisation préférentiel, les deux nappes d'armatures comprennent chacune une pluralité de barres transversales espacées, soudées sur les faces externes des semelles, respectivement supérieure et inférieure, des poutres longitudinales, et une pluralité de barres longitudinales soudées sur lesdites barres transversales.
De façon particulièrement avantageuse, au moins les faces externes des semelles, respectivement supérieure et inférieure, des poutres longitudinales, sont munies de connecteurs s'étendant en saillie de façon à assurer la solidarisation de la poutre avec le béton qui l'enrobe.
De préférence, l'âme verticale de chaque poutre métallique présente une structure ajourée comportant des ouvertures de passage de béton de part et d'autre de la poutre à travers l'âme verticale. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, la plaque en béton dans laquelle sont noyées les parties inférieures des poutres, présente une largeur compatible avec les possibilités de transport par voie routière ou ferroviaire. D'autre part, la plaque en béton peut être prolongée en équerre, le long d'au moins l'un de ses côtés latéraux par une partie relevée de façon à former une corniche ayant une hauteur au moins égale à l'épaisseur de la dalle à réaliser.
De même, la plaque en béton peut être prolongée en équerre le long d'au moins l'un de ses côtés transversaux par une partie relevée formant une corniche dans laquelle est noyée l'extrémité correspondante de chaque poutre longitudinale.
L'invention permet ainsi de réaliser une dalle ou une plateforme de largeur quelconque reposant sur au moins deux appuis écartés. Mais il est aussi possible de réaliser plusieurs travées consécutives reposant sur des appuis intermédiaires.
Dans ce cas, à au moins l'une de ses extrémités, chaque poutre métallique est prolongée au-delà du côté transversal correspondant de la plaque, par une partie de liaison s'étendant en console et pouvant être solidarisée avec une partie correspondante d'une poutre métallique d'un élément suivant.
Dans un autre mode de réalisation, d'un élément selon l'invention, les deux nappes d'armatures forment respectivement avec les semelles des poutres, la partie inférieure et la partie supérieure d'au moins une cage de ferraillage tubulaire s'étendant entre deux poutres longitudinales sensiblement sur toute leur longueur et solidarisée avec celles-ci par des points de soudure réalisés au moins au niveau des semelles supérieures et des semelles inférieures.
L'invention couvre également un procédé de réalisation d'un élément préfabriqué comportant les étapes suivantes :
- mise en place, sur un support plan, d'au moins deux poutres métalliques parallèles écartées l'une de l'autre, ayant chacune une âme, une première semelle posée sur le support et une seconde semelle ; - pose sur les secondes semelles des poutres d'une pluralité de barres transversales et soudure de celles-ci sur toute la largeur de la semelle ;
- pose sur les barres transversales d'une pluralité de barres longitudinales et soudure de celles-ci avec les barres transversales de façon à former une première nappe d'armature ;
- retournement de l'ensemble et pose des poutres métalliques et de la première nappe sur le support ;
- pose sur les premières semelles des poutres métalliques d'une pluralité de barres transversales et soudure de celles-ci sur toute la largeur de semelles ;
- pose sur lesdites barres transversales et soudure avec celles-ci d'une pluralité de barres longitudinales de façon à former une seconde nappe d'armatures ; - réalisation d'un moule de préfabrication creux ayant un fond sensiblement plan, et au moins quatre côtés, respectivement deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux ;
- mise en place dans le moule de la cage de ferraillage monolithique constituée des poutres longitudinales solidarisées par les deux nappes d'armatures, une distance minimale d'enrobage étant maintenue entre les barres longitudinales de la nappe inférieure et le fond du moule ;
- coulée de béton dans le moule de façon à recouvrir le fond de celui-ci sur une épaisseur suffisante pour englober les parties inférieures des poutres métalliques et la nappe d'armature inférieure,
- décoffrage après la prise et le durcissement du béton pour l'obtention d'un élément préfabriqué comprenant au moins une poutre longitudinale métallique ayant une semelle inférieure et une nappe d'armature scellées dans une plaque en béton armé apte à constituer un coffrage pour la coulée d'une dalle en béton armée par la cage de ferraillage monolithique constituée des poutres solidarisées par les deux nappes d'armatures.
De tels éléments préfabriqués permettent de réaliser une dalle en béton armé reposant sur au moins deux appuis écartés. Selon l'invention, au moins un élément préfabriqué est mis en place sur les appuis et la plaque inférieure en béton est entourée par des éléments de coffrage s'étendant verticalement sur une hauteur au moins égale à l'épaisseur de la dalle à réaliser, celle-ci étant obtenue par coulée de béton dans le moule ainsi formé et dont la plaque constitue le fond, sur une épaisseur suffisante pour noyer complètement la cage de ferraillage.
De façon avantageuse, au niveau de chacun des appuis, la plaque en béton est munie d'un évidement dans lequel pénètre au moins une pièce de connexion ménagée à l'endroit voulu sur l'appui pour le scellement de la dalle avec l'appui, par coulée de béton dans ledit évidement.
Dans un premier mode de réalisation, la dalle est constituée d'au moins deux éléments préfabriqués posés l'un à côté de l'autre avec au moins deux côtés adjacents jointifs et deux côtés extérieurs le long desquels la plaque en béton est munie d'une partie relevée constituant un élément de coffrage pour la coulée de béton dans le moule ainsi formé.
Dans un second mode de réalisation, la dalle est constituée d'au moins deux éléments placés l'un à la suite de l'autre dans le sens longitudinal avec solidarisation des extrémités adjacentes des poutres métalliques.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention apparaîtront dans la description suivante de certains modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés.
La figure 1 montre schématiquement, en coupe transversale la réalisation d'un élément préfabriqué selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une dalle constituée à partir de deux éléments placés côte à côte.
La figure 3 montre un premier exemple d'utilisation des éléments préfabriqués pour la réalisation d'un bâtiment.
La figure 4 montre deux variantes de la jonction entre les plaques.
La figure 5 montre schématiquement, en perspective, la réalisation d'un plateau de pont au moyen d'éléments préfabriqués selon l'invention. La figure 6 montre, en coupe transversale, un exemple de passage inférieur réalisé au moyen d'éléments préfabriqués selon l'invention.
La figure 7 est une vue partielle, en coupe transversale, du tablier d'un tel passage inférieur.
La figure 8 est une vue de détail, en coupe, d'un encastrement.
La figure 9 est une vue de côté d'un plateau de pont mixte reposant sur un appui intermédiaire.
La figure 10 est une vue partielle en coupe du plateau de la figure 9.
La figure 11 montre la liaison entre deux éléments consécutifs, au niveau de l'appui intermédiaire.
La figure 12 est une vue de dessous selon la ligne l-l de la figure 1 1. La figure 13 est une vue en coupe selon la ligne N-Il de la figure
1 1.
La figure 14 est un autre exemple de jonction entre deux éléments de plateau consécutifs, avec appui décalé.
La figure 15 montre, en coupe transversale, un autre mode de réalisation d'un élément préfabriqué, selon l'invention.
La figure 16, montre, en coupe transversale, un autre mode de réalisation d'une dalle constituée de deux éléments selon la figure 15, placés côte à côte.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement, en coupe transversale, un premier mode de réalisation d'un élément préfabriqué 1 selon l'invention comprenant, dans l'exemple représenté, trois poutres 2 constituées de profilés métalliques à section en I ou H dont la partie inférieure est scellée dans une plaque 3 en béton armé.
Normalement, les poutres 2a, 2b, 2c sont parallèles à une direction longitudinale de l'élément 1 , c'est-à-dire perpendiculaires au plan de la figure 1 et comportent chacune une âme verticale 20 et deux semelles 21 , 22, la semelle inférieure 21 étant noyée dans la plaque en béton 3. De plus, les trois poutres 2a, 2b, 2c sont reliées par deux nappes d'armatures, respectivement une nappe supérieure 4 et une nappe inférieure 4' noyée dans la plaque en béton 3.
La nappe supérieure 4 est constituée, de façon classique, d'une pluralité de barres transversales 41 et de barres longitudinales 42 écartées les unes des autres et réparties, respectivement, sur la longueur et sur la largeur de l'élément. Cependant, selon l'invention, les barres transversales 41 sont appliquées directement sur les faces externes 23 des semelles supérieures 22 des trois poutres 2a, 2b, 2c et, en outre, sont fixées sur celles-ci, par des points de soudure 43 répartis sur toute la largeur de la semelle 22 ou bien par un cordon de soudure continu. De la sorte, chaque barre transversale 41 est solidarisée avec les semelles supérieures 22 des trois poutres 2a, 2b, 2c.
Les barres longitudinales 42 écartées les unes des autres et réparties sur toute la largeur de l'élément, sont posées au-dessus des barres transversales 41 et fixées sur celle-ci par soudure.
De même, la nappe inférieure 4' est constituée de barres transversales 41 ' et de barres longitudinales 42', les barres transversales 41 ' étant appliquées et soudées sur les faces externes 23' des semelles inférieures 21 des trois poutres 2a, 2b, 2c, les barres longitudinales inférieures 42' étant placées au-dessous des barres transversales inférieures 41 ' et fixées sur celles-ci par soudure. La nappe inférieure 4' est donc noyée avec les semelles 21 dans la plaque en béton 3 dont l'épaisseur doit être suffisante pour que les barres longitudinales 42' fixées sur les barres transversales 41 ' et les semelles inférieures 21 , se trouvent à une distance minimale d'enrobage (b) de la face inférieure de la plaque 3.
D'une façon générale, d'ailleurs, les caractéristiques de la cage de ferraillage métallique constituée des poutres (2) et des deux nappes d'armatures (4, 4'), ainsi que l'épaisseur (e) de la plaque (3), sont déterminées de façon que, après démoulage, l'ensemble de l'élément ainsi réalisé puisse être manutentionné, transporté et mis en place sur des appuis écartés et que, en outre, la plaque 3 puisse supporter certaines charges ou des chocs accidentels ainsi que le poids du béton 1 1 qui, comme on le verra plus loin, est coulé au-dessus de la plaque 3 en englobant les poutres 2 afin de constituer une dalle D.
En particulier, le nombre de poutres métalliques 2, leurs dimensions, leur écartement I et les caractéristiques des deux nappes d'armatures seront déterminés en fonction des charges à supporter par la dalle D réalisée au moyen de l'élément 1 , ainsi que des possibilités de manutention et de pose de celle-ci, en particulier des appareils de levage dont on dispose sur le site de construction.
Cependant, selon une caractéristique essentielle de l'invention, du fait que les deux nappes d'armature 4,4' sont soudées directement sur les faces externes 23, 23', respectivement de la semelle supérieure 22 et de la semelle inférieure 21 des trois poutres métalliques 2, l'ensemble constitue une cage de ferraillage monolithique, relativement rigide et indéformable, capable de résister aux sollicitations, en particulier aux efforts de flexion appliqués dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, en coopérant avec la plaque en béton 3 lors du transport et de la pose de l'élément 1 sur ses appuis.
En particulier, étant donné que les armatures longitudinales principales sont constituées de profilés métalliques à section en I ou en H, chaque section de la cage de ferraillage comprenant deux profilés sur lesquels sont soudées les barres transversales 41 , 41 ' constitue un rectangle indéformable et il est donc inutile de prévoir des étriers de liaison entre les deux nappes d'armature.
De plus, les barres transversales 41 , 41 ' soudées respectivement sur les faces externes des semelles supérieures 22 et des semelles inférieures 21 s'opposent au renversement des profilés 2 de telle sorte que la plaque en béton 3, fortement armée par les barres 41 ', 42' de la nappe inférieure 4', ne risque pas de se fissurer lors du transport de l'élément après démoulage. Un tel élément préfabriqué peut, en effet, être réalisé dans un moule 10 comportant un fond 101 de préférence rectangulaire, deux côtés latéraux 102 et deux côtés transversaux 103.
Le cas échéant, il est possible de placer au fond du moule 10 une fourrure destinée à obtenir, après décoffrage, une légère contre-flèche de l'élément dans le sens longitudinal, par exemple de l'ordre de 5 cm pour 15 m de longueur.
De plus, avant la coulée du béton 1 1 , il serait aussi possible de placer, dans certains des espaces rectangulaires entre les poutres métalliques 2, la nappe supérieure 4 et la plaque en béton 3, un ou plusieurs tubes 18 en matière plastique, formant des conduits de passage de canalisations, câbles électriques ou autres circuits.
Pour réaliser un élément 1 , la cage de ferraillage est tout d'abord préfabriquée en plaçant l'une à côté de l'autre, sur un support plan, les poutres métalliques 2a, 2b, 2c sur lesquelles sont ensuite posées les barres transversales 41 qui sont soudées sur les faces externes 23' des semelles 21 , sur toute la largeur de celles-ci. Puis les barres longitudinales 42' sont posées et soudées sur les barres transversales 41 '. Des connecteurs 24' sont également fixés sur les semelles 21. L'ensemble ainsi réalisé peut alors être retourné de façon à permettre la pose et la soudure des barres transversales 41 sur les semelles 22 équipées de connecteurs 24, puis des barres longitudinales 42.
On a ainsi réalisé une cage de ferraillage métallique comportant trois poutrelles 2a, 2b, 2c dont les semelles sont solidarisées par les deux nappes d'armature 4, 4'.
Une certaine quantité de béton est alors coulée dans le fond du moule 10, sur l'épaisseur voulue, puis la cage métallique est mise en place de façon que les poutres 2 reposent, par leurs semelles inférieures 21 sur le béton frais dans lequel s'enfoncent les barres d'armature 41 ',
42' et les connecteurs 24'.
De préférence, une distance minimale d'enrobage (b) par rapport au fond du moule est maintenue par des écarteurs non représentés.
Le moule est alors rempli de béton 1 1 jusqu'à une hauteur (e) par exemple de l'ordre de 10 à 20 cm, de façon à enrober complètement la nappe d'armature 4', les connecteurs 24' et les parties inférieures des poutres 2, en donnant la résistance voulue à la plaque 3.
Après la prise et le durcissement du béton, l'élément préfabriqué 1 ainsi réalisé peut être décoffré et transporté sur le site de construction. Selon une autre caractéristique préférentielle, la largeur totale L de l'élément, entre les côtés latéraux 30 de la plaque 3 sera déterminée de façon à respecter le gabarit de circulation routière. Ainsi, un tel élément pourra être préfabriqué en usine à une certaine distance du site de construction puis transporté jusqu'à celui-ci par rail ou route, l'élément étant placé en long sur une remorque. Cette largeur L pourra donc être de l'ordre de 2,5 m, l'élément 1 comportant, de préférence, trois poutres 2 écartées d'environ 0,8 m.
En revanche, la longueur de l'élément peut être beaucoup plus importante. Par exemple, une longueur de 10 à 15 m permet encore un transport sur une remorque routière conventionnelle.
Un élément préfabriqué ainsi réalisé peut être particulièrement résistant tout en restant relativement souple, compte tenu de sa longueur, en conservant, cependant, un poids compatible avec les possibilités de levage dont on dispose, normalement, sur un chantier d'une certaine importance, par exemple pour la réalisation d'un pont ou d'un passage inférieur.
Un tel élément peut donc être manutentionné et posé sur des appuis écartés dans le sens longitudinal, les éléments étant placés côte à côte en nombre voulu pour couvrir la surface souhaitée.
Sur la figure 1 , on a représenté un élément standard comportant plusieurs poutres métalliques 2 reliées rigidement par les deux nappes d'armatures 4, 4', l'ensemble étant scellé, à la base dans une plaque 3 qui est prolongée latéralement, au-delà des poutres 2a, 2c, d'une longueur libre (I/2) de préférence égale à la moitié de l'intervalle entre les poutres 2.
Pour la réalisation d'un plancher, il est possible de placer côte à côte plusieurs éléments 1 , 1 ' en nombre suffisant pour couvrir la surface souhaitée, compte tenu de la largeur L d'un élément, un joint d'étanchéité 35 étant interposé entre les côtés en regard des plaques en béton 3 des deux éléments 1 , 1 '.
Comme le montre la figure 2, les barres transversales 41 de deux éléments adjacents 1 , 1 ' peuvent être prolongées au-delà du plan de jonction P et associées à des barres longitudinales 43 afin d'assurer la jonction des deux nappes supérieures d'armatures au niveau du plan P. De même, à la partie inférieure de la zone de jonction, des barres transversales courtes 44 associées à des barres longitudinales 43' peuvent être posées sur les faces supérieures des plaques 3, 3', entre les âmes 20c, 20'a des deux poutres longitudinales voisines 2c, 2'a. Après la pose des éléments 1 , 1 ', il est possible de mettre en place des coffrages non représentés appliqués sur les côtés latéraux et transversaux des plaques 3 qui forment alors le fond d'un moule dans lequel peut être coulé du béton 1 1 jusqu'à un niveau supérieur à celui des semelles et des nappes d'armatures supérieures des deux éléments 1 , 1 ' afin de noyer l'ensemble du ferraillage. On réalise ainsi une dalle en béton armé D de hauteur totale (h) pouvant couvrir la surface souhaitée.
Du fait que l'on utilise, comme armatures longitudinales principales, des profilés métalliques à section en I ou en H, la hauteur totale (h) de la dalle D, à résistance égale, peut être inférieure à celle d'une dalle en béton armé classique comprenant deux nappes d'armature reliées par des étriers.
Cependant, grâce aux connecteurs 24 fixés sur les faces externes 23, 23' des semelles 22, 21 des poutres 2, celles-ci coopèrent parfaitement avec le béton 3, 11 dans lequel elles sont noyées, en formant ainsi une structure mixte dans laquelle le béton et la cage de ferraillage fonctionnent en complémentarité et dans toutes les directions de façon à participer à la résistance de la dalle. Celle-ci peut, d'ailleurs, travailler de façon hyperstatique, par exemple dans la partie reposant sur des piles lorsque les éléments préfabriqués sont utilisés pour réaliser plusieurs travées consécutives, comme on le verra plus loin.
Pour éviter la pose d'un coffrage, il est possible, également, lors du moulage de certains éléments préfabriqués, de ménager sur l'un des côtés latéraux de la plaque 3, une partie relevée 36 qui, de préférence, s'étend sur la hauteur (h) à donner à la dalle et constitue une sorte de corniche. Dans l'exemple représenté sur la figure 2 d'un plancher constitué de deux éléments placés côte à côte, l'un des côtés latéraux de chacun des éléments 1 , 1 ' est muni d'une corniche 36, 36', les deux autres côtés des plaques 3, 3' se rejoignant le long du plan de joint longitudinal P, dans lequel est interposé un joint d'étanchéité 35. On peut ainsi réaliser une dalle plus ou moins armée en fonction des charges à supporter.
Comme indiqué plus haut, il est avantageux de réaliser des éléments de grande longueur, par exemple de 10 à 15m, mais de largeur limitée à 2m ou 2,5m afin de respecter le gabarit routier standard, les éléments pouvant ainsi être préfabriqués en usine puis transportés sur le site de construction.
Dans le cas représenté sur la figure 2 d'une dalle D constituée de deux éléments 1 , 1 ' placés côte à côte, on réalise ainsi une dalle pouvant avoir une largeur d'environ 5 m. Mais il est possible, bien entendu, d'augmenter cette largeur en plaçant, entre les deux éléments de côté 1 ,
1 ' un élément central sans corniche du type représenté sur la figure 1.
De la façon représentée schématiquement sur la figure 3, une telle technique permet de réaliser, par exemple, pour un bâtiment ou un parking, un plancher 5 reposant sur des murs ou des rangées de piliers espacés 50.
On peut ainsi réaliser des dalles posées sur des appuis, par exemple en néoprène. Dans ce cas, les extrémités transversales 51 des dalles peuvent être coffrées, soit par un coffrage amovible soit par une partie relevée en corniche.
Mais on peut aussi réaliser des dalles continues en laissant dépasser les profilés et les armatures longitudinales 42 dans l'espace 52 entre deux dalles 5 successives, cet espace étant ensuite bétonné.
Dans le cas, par exemple, d'un parking, on peut aussi réaliser un encastrement dans les quatre murs périphériques encadrant la dalle longitudinalement et latéralement. Un tel encastrement peut être réalisé par exemple de la façon représentée sur la figure 8 qui sera décrite plus loin.
D'autre part, comme le montre la figure 4, pour améliorer la jonction entre les éléments adjacents et éviter, notamment, un effet de pianotage, les côtés latéraux adjacents 30, 30' des plaques 3, 3' de deux éléments voisins peuvent être munis de parties conjuguées amincies ou bien ménagées en creux et en saillie, qui s'emboîtent l'une dans l'autre à la pose des éléments, avec interposition d'un joint d'étanchéité 35. Comme indiqué plus haut, l'utilisation, comme armatures principales, de poutres métalliques 2 coopérant avec les nappes d'armatures 4, 4', la plaque en béton 3 et le béton 1 1 de la dalle D, permet de réaliser des éléments préfabriqués de grande longueur pouvant reposer, à leurs extrémités, sur des appuis écartés d'une distance pouvant dépasser les 15 m.
On peut ainsi réaliser des ponts comportant plusieurs travées consécutives, de la façon qui sera décrite en détail plus loin, en se référant aux figures 9 à 14. Mais il est possible également d'utiliser des dalles transversales reposant, par la partie centrale de la plaque en béton, sur deux appuis écartés, par exemple pour réaliser la plateforme d'un pont de structure mixte comportant deux poutres principales métalliques 53 sur lesquelles repose la plateforme en béton armé, selon la disposition représentée schématiquement sur la figure 5.
Comme précédemment, la plateforme 5 du pont, qui repose sur deux poutres longitudinales écartées 53, est constituée d'une pluralité d'éléments préfabriqués 1 , 1 ' comportant chacun plusieurs poutres métalliques 2 dont la base est scellée dans une plaque en béton 3. Sur la figure 5 pour simplifier le dessin, une seule poutre 2 a été représentée pour l'élément préfabriqué 1 b et les barres d'armature 41 , 42 ne sont indiquées que partiellement.
Dans ce cas, les deux poutres principales 53 sur lesquelles repose la plateforme 5 du pont sont écartées d'une distance L2 inférieure à la longueur L1 de l'élément qui comporte ainsi une partie centrale 3a s'étendant entre les deux poutres 53 et deux parties 3b s'étendant en porte-à-faux.
En plaçant, l'un à côté de l'autre, un certain nombre de tels éléments 1 , 1 '... reposant en travers sur les poutres principales 53 il est possible de réaliser une plateforme 5 de longueur quelconque. Dans ce cas, chaque élément 1 est muni, à ses deux extrémités longitudinales, de parties relevées 56 qui, comme précédemment, prolongent en équerre les côtés transversaux 38 de la plaque 3 et s'étendent jusqu'au-dessus du niveau des semelles supérieures des poutres 2 de façon à former des corniches transversales 56 dans lesquelles sont englobées les extrémités 23 des poutres 2.
De plus, lors de la préfabrication de chaque élément 1 , des logements 57 peuvent être réservés dans ces corniches transversales 56 pour faciliter le montage de garde-corps non représentés.
De préférence, les éléments 1 a placés aux extrémités de la plateforme 5 sont munis, comme dans le cas de la figure 2, d'une partie relevée 36 parallèle aux poutres 2 et formant un coffrage latéral. Ces parties relevées latérales 36 et transversales 56 forment un auto-coffrage permettant la coulée du béton 1 1 pour noyer les poutres 2 et constituer ainsi la plateforme du pont.
Avantageusement, la plaque en béton 3 est munie, au niveau des poutres principales 53 sur lesquelles repose la plateforme 5, d'évidements 37 qui traversent la plaque 3 sur toute sa hauteur et sont placés entre deux poutres longitudinales parallèles 2. Les zones correspondantes des poutres principales 53 sont alors munies de connecteurs 54 soudés sur la semelle supérieure 55 de la poutre 53 et qui s'engagent dans les évidements 37 à la pose de l'élément préfabriqué 1 qui peut ainsi être scellé sur les poutres principales 53 par coulée de béton dans les évidements 37.
On peut ainsi réaliser une plateforme de pont mixte de grande largeur, constituée d'une dalle 5 scellée sur les deux poutres principales 53 et pouvant s'étendre en porte-à-faux de part et d'autre de celles-ci, grâce à la forte armature constituée par les poutres métalliques 2 et les deux nappes de barres supérieures 4 et inférieures 4'. Ceci permet d'éviter la mise en place de consoles qui, habituellement, sont soudées sur les poutres de charpente 53 afin de maintenir les parties de la plateforme s'étendant en porte-à-faux de chaque côté de celui-ci. De ce fait, la face inférieure de la plateforme peut rester lisse, ce qui facilite la mise en œuvre, pour l'entretien, de chariots roulants suspendus au- dessous de la plateforme, sans rupture du roulage à chaque console.
Bien entendu, la plateforme 5 ainsi réalisée pourrait reposer, en cas de besoin, sur plus de deux poutres principales 53. De même, on pourrait réaliser une plateforme de très grande largeur en plaçant deux lignes d'éléments préfabriqués sur quatre poutres principales. La réalisation d'un tel pont est plus facile et plus sûre que par les anciens procédés. Comme on l'a déjà indiqué, la plaque 3 étant relativement épaisse et armée, lors de la préfabrication de chaque élément, par la nappe inférieure 4' soudée sur les semelles 21 , il n'est plus nécessaire de prévoir une protection anti-chute pour la mise en place et le scellement des éléments. Ces derniers peuvent seulement être équipés de gardes corps provisoires attachés à la semelle supérieure des poutres métalliques 2.
En utilisant des éléments de grande longueur, par exemple de 10 à 15 m, il est possible de réaliser une plateforme à plusieurs voies de roulement au moyen d'un nombre relativement faible d'éléments. Le nombre et la longueur des joints d'étanchéité à placer entre les plaques 3 des éléments posés côte à côte est également réduit par rapport aux procédés classiques, ce qui diminue le risque de bavures ou de pertes de laitance du béton et permet, éventuellement, l'utilisation d'un béton auto-plaçant beaucoup plus fluide que dans les procédés connus et facile à mettre en place, même sans vibration.
A titre d'exemple, les figures 6 et 7 montrent la réalisation d'un passage inférieur au moyen d'éléments préfabriqués selon l'invention. Un tel passage inférieur comprend, par exemple, une plateforme 6 reposant sur deux culées écartées 61 qui peuvent avantageusement être constituées d'éléments préfabriqués juxtaposés, comportant chacun un mur vertical formant un piédroit 61 et muni à sa base d'une semelle élargie 62 permettant à cet élément de piédroit d'être simplement posé sur le fond d'une tranchée T. De préférence, chaque élément de piédroit 61 est muni, à sa partie supérieure, d'une partie élargie 63 sur laquelle repose la plateforme 6 qui peut être constituée, comme le montre la figure 7 d'une pluralité d'éléments préfabriqués de la façon représentée sur la figure 1 et comprenant donc chacun une plaque en béton 3 dans laquelle sont scellées les semelles inférieures de deux ou trois poutres métalliques 2. Pour la réalisation d'un pont permettant le passage inférieur de trois ou quatre voies de circulation, la distance entre appui L3 peut être de l'ordre de 15 m, les poutres métalliques 2 étant dimensionnées en conséquence pour présenter l'inertie nécessaire à la reprise du poids propre des éléments et des charges appliqués. L'ensemble peut être recouvert d'un remblai R pour le passage d'une voie de circulation transversale.
Le nombre d'éléments 1 constituant la plateforme 6 est déterminé en fonction de la largeur de passage à réaliser, les plaques 3 des éléments étant munies, sur leurs côtés latéraux 30, de parties conjuguées s'engageant l'une dans l'autre de façon à éviter les risques de pianotage.
D'autre part, comme précédemment, les éléments 1 a placés sur les côtés de la plateforme 6 ainsi réalisé, sont munis de parties relevées 36 formant auto-coffrage pour la réalisation de la dalle D par coulée de béton 1 1 jusqu'au-dessus du niveau des semelles supérieures 22 des poutres 2 qui sont ainsi entièrement noyées dans le béton 1 1.
Les éléments 1 formant une telle plateforme 6 peuvent simplement être posés, à leurs extrémités, sur les deux culées 61 , par l'intermédiaire d'appuis classiques, par exemple en néoprène ou d'appuis roulants permettant les dilatations.
Cependant, pour permettre de très grandes portées sans augmenter de façon exagérée la hauteur des poutres métalliques 2, il est préférable de ménager un encastrement 60 à chaque extrémité de la plateforme 6.
La figure 8 est une vue de détail montrant, à titre d'exemple, un tel encastrement.
Comme le montre la figure 7, la plateforme 6 est constituée d'un certain nombre d'éléments 1 placés côte à côte et comprenant chacun une plaque en béton 3 dans laquelle sont scellées les semelles inférieures 21 de plusieurs poutres métalliques 2. Cependant, comme le montre la figure 8, chaque poutre métallique 2 est prolongée au-delà du bord transversal 38 de la plaque 3, par une partie 23 s'étendant sur une longueur libre d et venant reposer, par l'intermédiaire d'un grain en métal 24, sur une platine 25 scellée sur la face supérieure 64 du piédroit 61. Pour éviter les fuites de béton lors de la coulée de la dalle, un joint d'étanchéité 26 est placé le long du bord transversal 38 de la plaque 3 qui se trouve sensiblement au niveau du bord interne de la partie supérieure 63 du piédroit 61. Des fers longitudinaux 13 placés à l'extrémité de chaque poutre 2 et éventuellement soudés sur les faces internes des semelles 21 , 22, sont prolongés par des parties en attente 14 en forme de crosses qui s'entrecroisent avec des fers laissés en attente à l'extrémité supérieure du piédroit 61. D'autres fers en attente ainsi que des fers transversaux 66 peuvent, d'ailleurs, se croiser avec les fers en attente 14, 65 afin de renforcer l'encastrement ainsi réalisé lors de la coulée du béton 11 au- dessus des éléments jointifs 1 et du piédroit 61 , celui-ci étant muni, à sa partie supérieure, d'un coffrage adéquat. La solidarisation entre les poutres 2 et cet encastrement 60 peut encore être améliorée en soudant le long des extrémités des poutres 2, plusieurs séries de goujons métalliques 27 formant des connecteurs.
La plateforme 6 ainsi encastrée à ses extrémités dans les piédroits 61 peut avoir une portée L3 très importante, allant jusqu'à 15 m, pour une hauteur h relativement réduite, de l'ordre de 500 à 600 mm, par exemple.
Comme indiqué plus haut, les éléments préfabriqués selon l'invention peuvent être assez légers pour être manutentionnés par des engins de levage de puissance moyenne et l'utilisation, comme armatures longitudinales, de profilés métalliques coopérant avec la dalle en béton D permet de diminuer l'épaisseur de celle-ci. Le procédé selon l'invention est donc particulièrement adapté, par exemple, à la couverture d'une autoroute urbaine, souvent réalisée en tranchée, car il permet de poser en quelques heures, au milieu de la nuit, un certain nombre d'éléments préfabriqués placés côte à côte, les plaques en béton 3, armées par les nappes inférieures 4' soudées sur les semelles 21 des poutres 2, étant assez résistantes pour réaliser en toute sécurité la coulée du béton 1 1 formant la dalle, même après la reprise de la circulation. Mais l'invention est également particulièrement avantageuse pour la réalisation de ponts mixtes à plusieurs travées.
L'utilisation d'éléments préfabriqués selon l'invention permet en effet, en solidarisant entre elles les extrémités des poutres 2 de deux éléments consécutifs, de réaliser une plateforme de grande longueur reposant sur un ou plusieurs appuis intermédiaires. La figure 9 montre, à titre d'exemple, un pont comportant une telle plateforme 6 de grande longueur reposant sur une pile intermédiaire 7 et, à ses extrémités, sur des culées 61.
Comme précédemment, la plateforme 6 représentée, en coupe partielle, sur la figure 10, est constituée d'un certain nombre d'éléments préfabriqués 1 comprenant, selon l'invention, des poutres métalliques 2 ayant une semelle inférieure 21 scellée dans une plaque en béton 3 avec une nappe d'armature inférieure 4'. De préférence, les éléments latéraux 1 a comportent une partie relevée 36 qui forme un auto-coffrage pour la coulée du béton 1 1 noyant l'ensemble des armatures pour former la dalle D. Dans l'exemple représenté, cette dalle D est recouverte d'une couche de roulement 15 et peut comporter, sur chaque côté, un trottoir 16 et un garde-corps 17.
Les éléments préfabriqués 1 constituant la plateforme 6 peuvent avoir une portée importante, par exemple de 10 à 15 m, et prennent appui, à une extrémité sur la culée 61 et à l'autre extrémité sur la pile intermédiaire 7 (Figure 1 1 ). De préférence, l'extrémité de la plateforme 6 reposant sur la culée 61 forme un encastrement 60 réalisé de la façon décrite précédemment en référence à la figure 8, un tel encastrement permettant de limiter la hauteur des poutres 2 nécessaires pour résister aux charges appliquées.
Les figures 1 1 à 13 montrent la réalisation de l'appui intermédiaire sur la pile 7, avant coulée du béton constituant la dalle.
La figure 11 montre, en élévation, la jonction entre deux éléments consécutifs 1 , 1 ' s'étendant de part et d'autre d'un plan de joint transversal Q, au niveau de l'appui intermédiaire 7, la figure 13 étant une coupe transversale dans le plan de joint Q. Chaque élément préfabriqué 1 , 1 ' comprend, comme dans le cas de la figure 1 , trois poutres métalliques 2 ayant une semelle inférieure 21 et une nappe d'armature 4' scellées dans la plaque en béton 3 constituant la base de l'élément. Cependant, les poutres 2 sont prolongées par une partie 23 au-delà du bord transversal 38 de la plaque 3 qui est arrêtée à une certaine distance (d) du plan de joint Q alors que les poutres 2 s'étendent pratiquement jusqu'à ce plan de joint, les extrémités 23, 23' des parties en porte-à-faux des poutres n'étant séparées que par un faible intervalle (i). Selon l'invention, les poutres correspondantes 2, 2' de deux éléments consécutifs 1 , 1 ' qui sont placées dans le prolongement l'une de l'autre, sont solidarisées entre elles par un éclissage 8 comportant des plaques verticales 81 boulonnées sur les âmes 20, 20' des deux poutres 2, 2' et des ensembles de plaques horizontales 82, 83 boulonnées sur les deux faces, respectivement interne et externe des semelles, respectivement inférieure 21 , et supérieure 22 des deux poutres 2, 2'.
On réalise ainsi une solidarisation parfaite des extrémités de chaque paire de poutres 2, 2' qui travaille alors comme une poutre continue.
Ces deux poutres 2, 2' ainsi solidarisées par les éclisses 8, reposent sur la pile 7 par l'intermédiaire d'un appui en néoprène 71 interposé entre deux grains métalliques centrés sur le plan de joint Q, respectivement un grain inférieur 72 prenant appui sur la pile 7 et un grain supérieur 73 sur lequel prennent appui les extrémités des semelles inférieures 21 des deux poutres 2, 2', ce grain 73 étant muni de lamages 74 pour le logement des boulons de serrage des éclisses.
Après la pose des éléments 1 , 1 ' et la solidarisation des poutres 2, 2', un panneau de coffrage inférieur 75 est mis en place pour former le fond de l'espace laissé libre entre les extrémités 38, 38' des plaques en béton 3, 3' des deux éléments 1 , 1 '. Comme le montre la figure 12, chaque espace entre deux éléments consécutifs 1 , 1 ' peut être fermé par un panneau 75 en deux parties munies d'échancrures pour le passage des grains 73 d'appui des trois paires de poutres 2, 2', l'ensemble du panneau étant fixé de façon étanche aux bords transversaux 38, 38' des deux plaques 3, 3' et aux grains 73 de façon à former un coffrage permettant la coulée de béton auto-plaçant sur les plaques 3, 3' des éléments consécutifs afin de former la plateforme 6 en noyant l'ensemble des poutres métalliques solidarisées entre elles et des deux nappes supérieures 4 qui peuvent être reliées par des barres longitudinales de liaison 45.
Etant donné que l'on réalise ainsi une dalle continue, il est possible également de décaler le plan de joint Q par rapport à l'axe de la pile 7. Dans ce cas, représenté sur la figure 14, l'un des éléments 1 repose directement, par sa plaque en béton 3, sur la pile 7 et les poutres métalliques 2, 2' de deux éléments consécutifs sont solidarisées par paires au moyen d'un éclissage 8, réalisé de la façon indiquée plus haut. Cependant, le plan de jonction Q étant décalé par rapport à la pile, l'espace entre les extrémités 38, 38' des plaques 3, 3' des deux éléments 1 ,1 ' peut être fermé simplement par un panneau de coffrage 77 fixé sur les poutres par des étriers 78.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre de simples exemples non limitatifs et pourraient faire l'objet d'autres variantes.
C'est ainsi que, pour faciliter la pénétration du béton et l'enrobage des armatures de la dalle, les poutres métalliques 2 pourraient avoir un autre profil, par exemple avec une âme ajourée ou en treillis.
D'autre part la largeur (L) des éléments 1 peut varier, ainsi que le nombre de poutres 2 par élément et leur écartement, la constitution de l'armature secondaire 4 et la répartition des fers longitudinaux 13 et transversaux 12 étant adaptées en conséquence.
En outre, les éléments préfabriqués 1 auront normalement une forme rectangulaire, avec deux côtés latéraux 30 parallèles aux poutres 2 mais d'autres formes peuvent être envisagées. Par exemple, certains éléments pourraient avoir des côtés latéraux convergents afin de réaliser une plateforme de pont en biais ou en courbe.
De même, si l'invention est particulièrement adaptée à la réalisation de planchers de bâtiment ou d'une plateforme de pont mixte, d'autres types de dalles pourraient être réalisés à partir des éléments préfabriqués selon l'invention.
Par ailleurs, d'autres dispositions pourraient être envisagées pour la réalisation d'éléments préfabriqués selon l'invention comportant une cage de ferraillage monolithique constituée de profilés métalliques à section en I ou en H reliés rigidement par deux nappes d'armatures.
La figure 15 montre à titre d'exemple, en coupe transversale, un autre mode de réalisation d'un tel élément préfabriqué comportant trois profilés longitudinaux 2a, 2b, 2c à section en I, dont les semelles inférieures 21 sont noyées dans une plaque en béton 3. De façon classique, cette plaque en béton peut être renforcée par un treillis soudé 31 passant au-dessous des semelles 21 des poutres 2 et dont les extrémités 31 ' peuvent être repliées pour armer les côtés latéraux 30 de la plaque 3 mais ce treillis 31 serait insuffisant pour éviter, lors du démoulage et de la manutention de l'élément, le risque de fissuration de la plaque en béton 3 par les semelles 21 noyées dans celle-ci, en cas de renversement, même faible, des poutres métalliques 2.
Selon l'invention, ce risque est évité en reliant rigidement les semelles inférieures 21 et supérieures 22 des poutres par deux nappes d'armature de façon à réaliser une cage de ferraillage monolithique relativement indéformable.
Dans le mode de réalisation de la figure 15, cette solidarisation des poutres métalliques est obtenue au moyen de cages tubulaires 40a, 40b constituées de barres longitudinales 42 reliées par des cerces 46 dont la partie inférieure et la partie supérieure sont placées respectivement au niveau des semelles inférieures 21 et des semelles inférieures 22 et soudées sur celles-ci par des points de soudure 47, 47', les cerces 46 étant également soudées sur les âmes 20 des poutres 2 par des points de soudure 48.
Chaque cerce 46 d'une cage tubulaire 40 est ainsi reliée à chacun des profilés 2 qui l'encadrent, par trois points de soudure écartés 47, 48, 47' et constitue ainsi un ensemble rectangulaire indéformable s'opposant au renversement des profilés 2a, 2b.
Comme précédemment, les faces externes 23, 23' des semelles 22, 21 de chaque poutre 2 sont munies de connecteurs 24 constituées, par exemple, de goujons soudés sur la semelle et s'étendant en saillie de façon à assurer une parfaite solidarisation avec la plaque 3 et le béton 1 1 coulé sur celle-ci après la pose de l'élément, la cage de ferraillage monolithique ainsi réalisée coopérant avec le béton pour résister aux efforts appliqués. Une dalle D de largeur quelconque peut ainsi être réalisée en plaçant côte à côte un certain nombre d'élément préfabriqués 1 ayant une largeur de 2 m à 2,5m. La figure 16, par exemple, montre une dalle ayant une largeur d'environ 5m, constituée de deux éléments 1 , 1 ' placés côte à côte de part et d'autre d'un plan de jonction P. Les plaques en béton 3, 3' sont munies, du côté, opposé au plan P, de corniches 36 permettant la coulée du béton 1 1 pour former la dalle D, un joint d'étanchéité 35 étant placé entre leurs côtés adjacents. Une cage tubulaire intermédiaire 40c est placée entre les poutres extrêmes 2c, 2'c des deux éléments voisins 1 , 1 '. Cette cage intermédiaire 40c est constituée, comme les cages 40, d'un certain nombre de barres longitudinales 42 reliées par des cerces 46 mais son épaisseur est réduite de façon à pouvoir reposer sur la face supérieure 32' des deux plaques jointives 3, 3', en assurant la solidarisation des deux parties de la dalle D. En cas de besoin, pour renforcer le ferraillage de la dalle D, des filants transversaux (12) sont mis en place, avant la coulée du béton (1 1 ) de façon à s'étendre sur toute la largeur de la plateforme en passant à travers les âmes 20 des poutres 2 par des orifices préalablement percés en usine à cet effet. Dans le cas représenté sur la figure 2 où des corniches 36, 36' sont ménagées le long des côtés latéraux 30, 30' de la dalle D, ces corniches peuvent être renforcées par un ferraillage adéquat non représenté, de façon à former des poutres latérales 36, 36', avec, éventuellement, des armatures en attente qui assurent la liaison avec les filants transversaux 12. De même, les poutres 2 qui constituent, dans le sens longitudinal, l'armature principale de la dalle D, peuvent être complétées par des filants longitudinaux 13 ajoutés aux cages d'armature 4.
On peut ainsi réaliser une dalle plus ou moins armée en fonction des charges à supporter. Par ailleurs, pour réaliser un élément préfabriqué 1 , en évitant le retournement de la cage de ferraillage, il est possible également de placer dans le moule 10 une nappe d'armatures 4' maintenue à une distance minimale du fond du moule par des écarteurs, puis de poser sur celle-ci les poutres 2 dont les semelles inférieures, munies à l'avance des goujons 24', sont soudées sur les barres transversales 41 '. On peut alors couler la plaque en béton 3 puis poser et souder la nappe d'armature supérieure 4 sur les semelles supérieures 22 des poutres 2. Bien entendu, on peut aussi poser et souder la nappe supérieure 4 puis couler le béton pour former la plaque de liaison 3.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément préfabriqué pour la réalisation d'une dalle en béton armé, comprenant au moins deux poutres longitudinales métalliques (2) ayant chacune au moins une âme (20), une semelle inférieure (21 ) et une semelle supérieure (22), une plaque en béton armé (3) dans laquelle sont noyées les semelles inférieures (21 ) des poutres métalliques (2), et des moyens de liaison transversale entre les poutres longitudinales (2), ladite plaque en béton (3) constituant, après la pose de l'élément (1 ) sur au moins deux appuis écartés (61 , 7), un coffrage pour la coulée d'une couche de béton (1 1 ) dans laquelle sont noyées les poutres longitudinales (2), de façon à former la dalle (D), caractérisé par le fait que les moyens de liaison entre les poutres longitudinales sont constitués de deux nappes d'armatures transversales (4, 4') s'étendant respectivement entre les semelles inférieures (21 ) et les semelles supérieures (22) desdites poutres (2) et fixées rigidement sur celles-ci de façon à former avec lesdites poutres (2) un ensemble de ferraillage monolithique capable de résister aux efforts de flexion appliqués dans le sens longitudinal et dans le sens transversal en coopérant avec la plaque en béton (3), lors du transport et de la pose de l'élément (1 ) sur ses appuis (61 , 7).
2. Elément préfabriqué selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que les deux nappes d'armatures (4, 4') comprennent chacune une pluralité de barres transversales espacées (41 , 41 '), soudées sur les faces externes (23, 23') des semelles, respectivement supérieure (22) et inférieure (21 ) des poutres longitudinales (2), et une pluralité de barres longitudinales (42, 42') soudées sur lesdites barres transversales (41 , 41 ').
3. Elément préfabriqué selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que les deux nappes d'armatures forment respectivement, avec les semelles (21 , 22) des poutres (2), la partie inférieure (4') et la partie supérieure (4) d'au moins une cage de ferraillage tubulaire (40) s'étendant entre deux poutres longitudinales (2) sensiblement sur toute leur longueur et solidarisée avec celles-ci par des points de soudure (47, 47', 48) réalisés respectivement au niveau des semelles supérieure (22) et inférieure (21 ) et sur l'âme (20) de la poutre (2).
4. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins les faces externes (23, 23') des semelles, respectivement supérieure (22) et inférieure (21 ) des poutres longitudinales (2), sont munies de connecteurs (24, 24') s'étendant en saillie de façon à assurer la solidarisation de la poutre avec le béton qui l'enrobe.
5. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'âme verticale (20) de chaque poutre métallique (2) présente une structure ajourée comportant des ouvertures de passage de béton de part et d'autre de la poutre (2) à travers l'âme verticale (20).
6. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque en béton (3) dans laquelle est noyée la partie inférieure (21 ) de chaque poutre (2) présente une largeur (L) compatible avec les possibilités de transport par voie routière ou ferroviaire.
7. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que la plaque en béton (3) est prolongée en équerre, le long d'au moins l'un de ses côtés latéraux (30) par une partie relevée (36) de façon à former une corniche ayant une hauteur (h) au moins égale à l'épaisseur de la paroi (D) à réaliser.
8. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque en béton (3) est prolongée en équerre le long d'au moins l'un de ses côtés transversaux (38) par une partie relevée (56) formant une corniche dans laquelle est noyée l'extrémité correspondante de chaque poutre longitudinale (2).
9. Elément préfabriqué selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, à au moins l'une de ses extrémités, chaque poutre métallique (2) est prolongée au-delà du côté transversal correspondant (38) de la plaque (3), par une partie de liaison (23) s'étendant en console et pouvant être solidarisée avec une partie correspondante (23') d'une poutre métallique (2') d'un élément suivant (1 ').
10. Procédé de réalisation d'un élément préfabriqué (1 ) pour la réalisation d'une dalle (D), caractérisé par les étapes suivantes :
- mise en place, sur un support plan, d'au moins deux poutres métalliques parallèles (1 ) écartées l'une de l'autre, ayant chacune une âme (20), une première semelle (22) posée sur le support et une seconde semelle (21 ) ;
- pose sur les secondes semelles (21 ) des poutres (2) d'une pluralité de barres transversales (41 ) et soudure de celles-ci sur toute la largeur de la semelle (21 ) ; - pose sur les barres transversales (41 ') d'une pluralité de barres longitudinales (42') et soudure de celles-ci avec les barres transversales (41 ') de façon à former une première nappe d'armature (4') ;
- retournement de l'ensemble et pose des poutres (2) et de la première nappe (4') sur le support ; - pose sur les premières semelles (22) des poutres (2) d'une pluralité de barres transversales (41 ) et soudure de celles-ci sur toute la largeur de semelles (22) ;
- pose sur les barres transversales (41 ) et soudure avec celles-ci d'une pluralité de barres longitudinales (42) de façon à former une seconde nappe d'armatures (4) ;
- réalisation d'un moule de préfabrication creux (10) ayant un fond (101 ) sensiblement plan, et au moins quatre côtés, respectivement deux côtés longitudinaux (102) et deux côtés transversaux (103) ;
- mise en place dans le moule de la cage de ferraillage monolithique constituée des poutres longitudinales (2) solidarisées par les deux nappes d'armatures (4, 4'), une distance minimale d'enrobage (b) étant maintenue entre les barres longitudinales (42') de la nappe inférieure (4') et le fond (101 ) du moule (10) ;
- coulée de béton (1 1 ) dans le moule de façon à recouvrir le fond de celui-ci sur une épaisseur (e) suffisante pour englober les parties inférieures (21 ) des poutres métalliques (2) et la nappe d'armature inférieure (4'),
- décoffrage après la prise et le durcissement du béton pour l'obtention d'un élément préfabriqué (1 ) comprenant au moins une poutre longitudinale métallique (2) ayant une semelle inférieure (21 ) et une nappe d'armature (4') scellées dans une plaque (3) en béton armé apte à constituer un coffrage pour la coulée d'une dalle en béton (D) armée par la cage de ferraillage monolithique constituée des poutres (2) solidarisées par les deux nappes d'armatures (4, 4').
1 1. Procédé de réalisation d'un élément préfabriqué (1 ) pour la réalisation d'une dalle (D), caractérisé par les étapes suivantes :
- réalisation d'un moule de préfabrication creux (10) ayant un fond sensiblement plan, et au moins quatre côtés, respectivement deux côtés longitudinaux (102) et deux côtés transversaux (103) ; - mise en place dans le moule (10) d'une nappe d'armature (4') constituée de barres longitudinales (42') au-dessus desquelles sont soudées des barres transversales (41 '), ladite nappe (4') étant maintenue écartée du fond (101 ) du moule (10) d'une distance minimale (b) ;
- pose sur ladite nappe (4') d'au moins deux poutres métalliques longitudinales (2) ayant une semelle inférieure (21 ), une âme (20) et une semelle supérieure (22) et soudure des semelles inférieures (21 ) sur les barres transversales (41 ') de la nappe d'armature (4') ;
- mise en place et soudure sur les semelles supérieures (22) des poutres (2) d'une nappe d'armature (4) constituée de barres transversales (41 ) soudées sur les semelles (22) des poutres (2), sur lesquelles sont soudées des barres longitudinales (42),
- coulée de béton (1 1 ) dans le moule de façon à recouvrir le fond de celui-ci sur une épaisseur (e) suffisante pour englober les parties inférieures (21 ) des poutres métalliques (2) et la nappe d'armature inférieure (4'),
- décoffrage après la prise et le durcissement du béton pour l'obtention d'un élément préfabriqué (1 ) comprenant au moins deux poutres longitudinales métalliques (2) ayant une semelle inférieure (21 ) et une nappe d'armature (4') scellées dans une plaque (3) en béton armé apte à constituer un coffrage pour la coulée d'une dalle en béton (D) armée par la cage de ferraillage monolithique constituée des poutres (2) solidarisées par les deux nappes d'armatures (4, 4').
12. Procédé de réalisation d'une dalle en béton armé reposant sur au moins deux appuis écartés, à partir d'au moins un élément préfabriqué (1 ) réalisé selon l'une des revendications 10 et 1 1 , caractérisé par le fait que l'on met en place au moins un élément préfabriqué (1 ) reposant sur au moins deux appuis écartés et que la plaque (3) est entourée par des éléments de coffrage s'étendant verticalement sur une hauteur au moins égale à l'épaisseur (h) de la dalle (D) à réaliser, celle-ci étant obtenue par coulée de béton (1 1 ) dans le moule ainsi formé et dont la plaque (3) constitue le fond.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que, au niveau de chacun des appuis (53), la plaque en béton (3) est munie d'un évidement (37) dans lequel pénètre au moins une pièce de connexion (54) ménagée à l'endroit voulu sur l'appui (53) pour le scellement de la dalle (D) avec l'appui (53), par coulée de béton dans ledit évidement (37).
14. Procédé selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait que la dalle (D) est constituée d'au moins deux éléments préfabriqués (1 , 1 ') posés l'un à côté de l'autre avec au moins deux côtés adjacents jointifs (30, 30') et deux côtés extérieurs le long desquels la plaque en béton (3) est munie d'une partie relevée (36) constituant un élément de coffrage pour la coulée de béton (1 1 ) dans le moule ainsi formé.
15. Procédé selon l'une des revendications 12, 13, 14 caractérisé par le fait que la dalle (D) est constituée d'au moins deux éléments (1 , 1 ') placés l'un à la suite de l'autre dans le sens longitudinal, avec solidarisation des extrémités adjacentes (23, 23') des poutres métalliques (2).
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