EP3241657A1 - Procede de fabrication en serie de poutrelles en beton precontraint a raidisseur pour systeme de plancher a poutrelles et entrevous - Google Patents

Procede de fabrication en serie de poutrelles en beton precontraint a raidisseur pour systeme de plancher a poutrelles et entrevous Download PDF

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EP3241657A1
EP3241657A1 EP17165695.2A EP17165695A EP3241657A1 EP 3241657 A1 EP3241657 A1 EP 3241657A1 EP 17165695 A EP17165695 A EP 17165695A EP 3241657 A1 EP3241657 A1 EP 3241657A1
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EP
European Patent Office
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mold
strand
placing
molds
wedges
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17165695.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jérôme BERNAY
Arnaud GUILLEMIN
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Fabemi Qualite
Original Assignee
Fabemi Qualite
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Filing date
Publication date
Application filed by Fabemi Qualite filed Critical Fabemi Qualite
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E04C3/294—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete of concrete combined with a girder-like structure extending laterally outside the element
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    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
    • E04C5/0653—Light-weight girders, e.g. with precast parts with precast parts

Definitions

  • the present invention relates to the general field of prestressed concrete beams with stiffener which are used in the field of construction to realize floor systems type beams and interjoists. It is more particularly a method of mass production of such beams.
  • This horizontal structure can be made using a technique known as "joists and interjoists" in which the beams are reinforced concrete son steel (which can be prestressed or not) and are generally provided with a stiffener to improve performance .
  • these beams are the supporting structure of the floor and rest at their ends on load-bearing walls or reinforced concrete beams.
  • the beams are arranged at regular intervals (every 60 cm approximately) and receive interjoists (also called hourdis).
  • the latter can be in the form of prefabricated elements in gravel concrete, terracotta or polystyrene, which are placed between the beams of the floor and can be used as formwork to a compression slab that covers them.
  • the present invention therefore has the main purpose of providing a method of manufacturing a plurality of prestressed concrete beams with stiffener which does not have the aforementioned drawbacks.
  • the method according to the invention is remarkable in that all the steps are automated in a relatively small space.
  • the establishment of shims inside the molds is performed without the intervention of an operator by a vending machine holds that deposits the wedges in each mold to a predefined location.
  • the cutting of the strands is carried out thanks to an automatic clamp without the intervention of an operator. This results in less human labor and significant time savings.
  • the method according to the invention makes it possible to manufacture up to 3500 linear meters of prestressed concrete beams with stiffeners per cycle of 8 hours, while monopolizing only three qualified persons.
  • the sub-step of placing at least one movable wedge inside a mold can be performed by means of an automatic distributor of shims moving along a gantry to above the mold.
  • the substep of setting up a strand in a mold can be performed by means of an automatic strand distributor positioned above the mold, the distributed strand being guided in the mold by guides. side.
  • the sub-step of lateral displacement of a step of a mold it can be carried out by means of chains forming conveyors arranged transversely with respect to a table of the position of placement of wedges on which are aligned with the horizontal molds.
  • the cutting step of the mold strand can be performed by means of cutting devices supported by a gantry and each comprising automatic gripper.
  • each beam may be carried out by means of an automatic stiffener gripping device supported by a gantry and positioned above a table on which the molds to be unmolded are aligned.
  • the method further comprises, parallel to the step of stacking each demolded beam, a step of automatic cleaning of the mold and the recovery of the wedges and the key before transferring them to the position of placement of holds .
  • This additional step is also performed automatically.
  • the automatic cleaning step of the mold can be performed by means of a rotating brush moving along the entire length of the mold, the latter having been previously returned.
  • the different steps are each performed at a particular station, the molds being transferred from one station to another automatically.
  • the figure 1 schematically shows a beam 2 prestressed concrete and provided with a stiffener as obtained by the manufacturing method according to the invention.
  • this beam 2 comprises a prestressed concrete block 4 having a cable (hereinafter referred to as "strand") of steel 6 which has been tensioned before pouring the concrete into the mold for manufacturing the beam. It also comprises a steel stiffener 8 cast in the prestressed concrete block 4 which may have a rectangular lattice shape as shown in FIG. figure 1 .
  • a beam 2 has a length that can typically range from 1 to 7m and is manufactured in series according to a method according to the invention, the main stages of which are described below in connection with the figure 2 .
  • a first step S1 of the manufacturing method it is planned to set up wedges and a metal strand inside the molds for the manufacture of the beams (the molds having for example a length of 9m).
  • This step of setting up the wedges and the strand comprises successively: the flat laying of a mold on a position of placement of wedges and strands (sub-step S1-1), the setting up of minus one movable wedge inside the mold between the two longitudinal ends thereof so as to delimit at least two lengths of beams in the same mold (sub-step S1-2), the lateral displacement of a step of mold on the position of placing shims and strands (substep S1-3), and the establishment of a metal strand extending between the two longitudinal ends of the mold and keys at each longitudinal end of the mold (substep S1-4).
  • All of these substeps S1-1 to S1-4 are repeated for a number n of molds, for example for six molds, so as to form a set of several molds provided with wedges and a metal strand.
  • step S2 Once the strand has been placed in the n molds, it is automatically tensioned for all the molds at a tensioning station of the strands (step S2). The molds are then ready to receive a concrete pour (step S3). Once the concrete has been poured into each mold, the stiffeners are put in place (step S4), then the n molds are placed in an oven to obtain a setting of the concrete (step S5).
  • the n molds are moved to a position intended to ensure relaxation of the strands and automatic cutting of the latter after recovering the corresponding key (step S6).
  • the beams can then be demolded one after the other automatically by holding the wedges inside the molds (step S7).
  • the beams thus demolded are then stacked on a discharge station (step S8-1) while an automatic cleaning of the mold is ensured and the wedges and keys are recovered (step S8-2) before transferring the set of these parts at the position of placement of holds.
  • steps S1 to S8-1 and S8-2 of the manufacturing method according to the invention are advantageously automated with the minimum of human intervention, that is to say that they are performed automatically by robotic devices described later.
  • the activation of these devices and the monitoring of the progress of these steps are controlled by a computer workstation (not shown in the figures).
  • the figures 3 and 4 represent, in perspective, an example of shim and strand placement station 10 that can be used to implement the first step S1 of the method according to the invention.
  • the position of placing wedges and strands 10 comprises a table 12 on which are aligned horizontally next to each other several molds 14 identical for the manufacture of the beams.
  • This station also comprises a wedge storage table 16 located at one of the longitudinal ends of the table 12, as well as an automatic distributor of wedges 18 that can move along a gantry 20 positioned above the table. 12 and extending between the two longitudinal ends thereof.
  • the shim distributor 18 is programmed at a computer work station (not shown in the figures) so as to move above the mold 14a located at a side edge of the table 12 and to deposit in it one or more movable wedges 22 according to a predefined position in the mold. Furthermore, the movable wedges being unsymmetrical, the wedge distributor is able to detect the direction of the latter to allow to position them correctly in the molds.
  • the movable wedges 22 serve to delimit within the same mold the number and length of beams that will be manufactured in each mold.
  • the distributor of wedges 18 will be programmed so that it comes to deposit at a predetermined location in each mold 14 two movable wedges 22 making it possible to divide each mold into two sub-molds making it possible to manufacture two beams of predefined length (each beam being delimited longitudinally between one end of the mold and a movable wedge).
  • each mold 14 is previously equipped with a fixed wedge 24 forming a plug at one of its longitudinal ends.
  • the fixed shims 24 are thus positioned beforehand at the longitudinal end of the molds 14 which is on the side of the wedge storage table 16.
  • the mold 14a located at a lateral edge of the table 12 has been equipped with its movable wedges 22 by means of the automatic distributor of wedges 18, it is moved laterally on the table 12 by one step. direction of the opposite side edge of the table. A new mold is then positioned on the table at the location left vacant by the mold 14a to receive movable wedges.
  • Lateral displacement of the molds on the table 12 is for example provided by means of several chains 12a forming conveyors arranged transversely to the table (for example a chain 12a is located at each longitudinal end of the table and a central chain is located between both ends of the table).
  • These chains 12a forming conveyors are controlled automatically by the computer workstation.
  • an automatic strand distributor 26 mounted on the gantry 20 above the table 12 (and offset laterally with respect to the spacer distributor 18) makes it possible to deposit a metal strand 6 in the mold.
  • the automatic strand distributor 26 is equipped with several vertical guides 28 (for example three in number on the figure 5 ) spaced longitudinally from each other.
  • the automatic strand distributor 26 releases a strand that falls by gravity inside the mold while being guided towards it by the vertical guides 28.
  • the key 32 is here housed in a tension shoe 33 ( Figure 7A ) which is positioned at the longitudinal end of the mold opposite to that receiving the fixed shim 24 ( Figure 7B ).
  • a tension shoe 33 Figure 7A
  • the key 32 serves as an anchor point during the tensioning of the strand 6 and ensures a maintenance thereof after its tensioning in the mold.
  • the key typically comprises a cone to make the tensioning process irreversible.
  • n molds 24 Once the movable wedges 22 and the strands 6 have been placed inside n molds 24 positioned on the table 12, these n molds are transferred to a tensioning station 34 which is adjacent to the station of setting wedges and strands previously described.
  • This position 34 for tensioning the strands is more precisely represented on the figures 8 and 9 . It comprises in particular a table 36 on which are aligned horizontally next to the n molds coming from the position of setting wedges and strands.
  • the station 34 also comprises a strand pretensioner device 35 and a jack device 35. 'tensioning the alleged strands.
  • the operation of the pretensioner device 35 is as follows: a rotating head 38 is screwed onto a rod 40 of the tension shoe 33, then a cylinder 42 translates the rod to catch the strand games and put it in a alleged position facilitating its tensioning by the cylinder device 35 '.
  • This jack device 35 ' is directly adjacent to the pretensioning device 35 and has a similar function: a rotary head 38' is screwed onto the threaded portion 40a of the stem 40 of the tension shoe 33 and a cylinder 42 'is then actuated to translate the rod 40 and stretch the strand in the longitudinal direction of the mold. Finally, a rotary movement of the head 38 'makes it possible to tighten the nut 40b of the rod 40 to lock the strand in its extended position.
  • the molds 14 arranged flat on the table 36 of the tensioning station of the strands move laterally thereon to be positioned first face to the pretensioner device 35 pretensioning strands, then face to the jack device 35 'for tensioning the strands.
  • This lateral displacement of the molds is for example ensured by means of chains 36a forming conveyors arranged transversely with respect to the table (for example a chain 36a is located at each longitudinal end of the table and a central chain is located between the two ends of the table) and driven by the computer workstation.
  • the jack devices 35, 35 ' are automatically controlled by programming from the computer workstation to pretension and tension the strands and maintain them in this extended position. Once this operation is completed, the chains 36a forming the conveyors of the table are again actuated to move the molds one step and thus position new molds in front of the jack devices 35, 35 '.
  • the n molds Once the n molds have seen their respective strand tensioned at the tensioning station of the strands, they are automatically transferred to a concrete casting station (not shown in the figures) where concrete is poured in each mold according to a method known per se.
  • pretensioning and then tensioning of the strands may be performed by the same and single jack device.
  • a stiffener (such as for example the lattice stiffener 8 of the figure 1 ) is arranged in each mold by means for example of a mechanized arm that grasp a stiffener and position it in the concrete poured into the molds. This post is also well known in itself and will not be described here in detail.
  • the next station is the oven in which the n molds with their respective stiffener can then be placed to get a grip of the concrete.
  • This steaming step is typically performed in an oven (not shown in the figures) sized to accommodate several molds on one or more levels.
  • the parameters of the parboiling depend on the volume and the composition of the concrete in each mold.
  • the molds are transferred (always automatically) to a cutting station of the strands, such as the station 44 shown on the figures 10 and 11 .
  • This post 44 for cutting the strands comprises a table 46 provided with a chain 46a forming conveyors similar to those fitted to the tables of the station for placing shims and strands and the tensioning station for the strands.
  • These chains 46a forming conveyors make it possible to ensure, via the computer work station, an automatic lateral displacement of the molds resting horizontally on the table 46.
  • this table 46 is mounted a gantry 48 supporting several automatic cutting devices 50.
  • these cutting devices 50 are four in number, which ensures cutting at both ends of the two strands of the two sub-molds formed within the same mold 14. These cutting devices can be brought to be moved along the frame according to the length of the sub-molds made within the same mold.
  • each cutting device 50 comprises an automatic clamp 52 able to grab a portion of the mold strand and whose actuation is controlled by a jack system 54.
  • a jack system 54 actuates their respective clamp 52 which opens to grasp the strand and closes to cut it automatically at predetermined locations depending on the length of the sub-molds formed within the mold in question.
  • this automatic cutting of the strands is preceded by a step of relaxation of the strands. Indeed, it is required to relax the strand, that is to say to remove the voltage forces to which it is subjected, prior to cutting.
  • This relaxation is performed at a position (not shown in the figures) relaxation strands.
  • This station is similar to the tensioning station 34 (described in connection with the figures 8 and 9 ). It includes a jack device provided with a rotating head which is screwed onto the stem of the tension shoe. A cylinder is actuated to translate the rod and thus to release the nut 40b of the rod.
  • the molds are then transferred automatically to a demolding station 56 such as that shown on the figures 12 and 13 .
  • This demolding station 56 comprises a table 58 on which are aligned horizontally next to each other several molds 14 out of the oven.
  • the demolding station also comprises a gantry 60 positioned above the table 58 and supporting an automatic stiffener gripping device 62.
  • the latter comprises a bracket 64 pivotable about a longitudinal axis 66 parallel to the table 58 and provided at its tip with a hook 68 capable of grasping the stiffener 8 of the mold.
  • the computer workstation automatically controls a pivoting of the bracket 64 about the longitudinal axis 66 which allows the hook 68 to grasp the stiffener 8 to lift it , and thus unmolding the beams 2 out of the mold 14.
  • the beams that have been removed from the mold are deposited by the stiffener automatic gripping device previously described on an unloading station (not shown in the figures) adjacent to the table of the demolding station.
  • the cleaning station 70 is positioned between the respective tables 58 and 12 of the demolding stations 56 and of placing wedges and strands 10. It comprises in particular a gantry 72 supporting a mold reversal device 74.
  • the mold turning device 74 comprises a first disk 76 provided with two notches 78 diametrically opposed and dimensioned to receive a mold.
  • the disc is pivotable about a longitudinal axis 80 parallel to the table 58.
  • a mold 14 when a mold 14 has just been demolded, it is transferred laterally automatically (for example by means of conveyor chains provided on the table 58 of the demolding station) inside one of the notches 78 of the first disk 76 of the mold reversing device. Still automatically, this first disc 76 is actuated to pivot a half turn about the longitudinal axis 80, firstly to present (table side 58) its other empty slot (to receive the next mold), and on the other hand to return the seized mold so as to orient it downwards.
  • the mold 14 thus returned is then gripped by an automatic clamp 82 also mounted on the frame 72.
  • the clamp 82 laterally extracts the mold from the notch 78 of the first disk 76 of the mold turning device and thus keeps it turned towards the down to undergo a cleaning operation. This is achieved by means of a rotating brush 84 positioned under the clamp and moving along the entire length of the mold to clean it.
  • the mold reversing device comprises a second disk 86, adjacent the first disk 76.
  • This second disk also comprises two notches 88 diametrically opposed and dimensioned to receive a mold.
  • the second disc is pivotable about a longitudinal axis 90 parallel to the table 12 of the position of placing shims and strands.
  • the mold 14 is again gripped by the tongs 82 and laterally transferred to one of the two notches 88 of the second disk 86 of the mold turning device.
  • This second disc will then rotate automatically one half turn around the longitudinal axis 90, firstly to present (clamp side 82) its other notch (to receive the next cleaned mold), and other part to return the seized mold again so as to orient it upwards and deposit it on the table 12 of the position of placement of wedges and strands.
  • the mold thus deposited on the table 12 can then again be used for the manufacture of beams according to the method described above.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication en série de poutrelles en béton précontraint à raidisseur pour système de plancher à poutrelles et entrevous, le procédé comprenant les étapes successives de mise en place (S1) de cales et d'un toron dans chaque moule, mise en tension du toron (S2) de chaque moule, coulée de béton (S3) dans chaque moule, mise en place (S4) d'un raidisseur dans chaque moule, étuvage (S5) de plusieurs moules pour obtenir une prise du béton, découpe (S6) du toron de chaque moule après avoir réalisée une détente dudit toron, démoulage (S7) de chaque poutrelle en maintenant les cales dans le moule correspondant, et empilement (S8-1) sur un poste de décharge de chaque poutrelle démoulée, l'ensemble des étapes du procédé étant réalisées de manière automatisée.

Description

    Arrière-plan de l'invention
  • La présente invention se rapporte au domaine général des poutrelles en béton précontraint à raidisseur qui sont utilisées dans le domaine de la construction pour réaliser des systèmes de plancher de type à poutrelles et entrevous. Elle vise plus particulièrement un procédé de fabrication en série de telles poutrelles.
  • La fabrication d'un plancher en béton nécessite de créer une structure horizontale qui recevra le ferraillage et le béton. Cette structure horizontale peut être réalisée suivant une technique dite de « poutrelles et entrevous » dans laquelle les poutrelles sont en béton armé de fils d'acier (qui peuvent être précontraints ou non) et sont généralement munies d'un raidisseur pour en améliorer les performances. Typiquement, ces poutrelles constituent la structure porteuse du plancher et reposent à leurs extrémités sur des murs porteurs ou des poutres en béton armé. Les poutrelles sont disposées à intervalles réguliers (tous les 60 cm environ) et reçoivent les entrevous (également appelés hourdis). Ces derniers peuvent se présenter sous la forme d'éléments préfabriqués en béton de gravillons, en terre cuite ou en polystyrène, qui sont mis en place entre les poutrelles du plancher et qui peuvent servir de coffrage à une dalle de compression qui les recouvre.
  • La fabrication en série des poutrelles en béton, notamment précontraint et à raidisseur, ne permet généralement pas d'obtenir une cadence élevée de fabrication. En outre, les installations connues pour obtenir de telles cadences requièrent du personnel qualifié. A titre d'exemple, une installation connue permet de fabriquer 1700m linéaire de poutrelle par temps de cycle de 8h tout en monopolisant cinq personnes.
    • Objet et résumé de l'invention
  • La présente invention a donc pour but principal de proposer un procédé de fabrication d'une pluralité de poutrelles en béton précontraint à raidisseur qui ne présente pas les inconvénients précités.
  • Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé de fabrication d'une pluralité de poutrelles en béton précontraint à raidisseur pour système de plancher à poutrelles et entrevous, le procédé comprenant les étapes successives de :
    • mise en place de cales et d'un toron dans chaque moule ;
    • mise en tension du toron de chaque moule ;
    • coulée de béton dans chaque moule ;
    • mise en place d'un raidisseur dans chaque moule ;
    • étuvage de plusieurs moules pour obtenir une prise du béton ;
    • découpe du toron de chaque moule après avoir réalisée une détente dudit toron ;
    • démoulage de chaque poutrelle en maintenant les cales dans le moule correspondant ; et
    • empilement sur un poste de décharge de chaque poutrelle démoulée ; l'ensemble des étapes du procédé étant réalisées de manière automatisée.
  • Le procédé selon l'invention est remarquable notamment en ce que l'ensemble des étapes sont automatisées dans un espace relativement restreint. Notamment, la mise en place des cales à l'intérieur des moules s'effectue sans intervention d'un opérateur par un distributeur automatique de cales qui dépose les cales dans chaque moule à un emplacement prédéfini. De même, la découpe des torons est réalisée grâce une pince automatique sans intervention d'un opérateur. Il en résulte une moindre main d'oeuvre humaine et un gain de temps important. A titre d'exemple, le procédé selon l'invention permet de fabriquer jusqu'à 3500m linéaire de poutrelle en béton précontraint à raidisseur par cycle de 8h, tout en ne monopolisant que trois personnes qualifiées.
  • De préférence, l'étape de mise en place de cales et d'un toron dans chaque moule comprend :
    • une sous-étape de dépose à plat d'un moule sur un poste de mise en place de cales et de torons, le moule étant muni à une extrémité longitudinale d'une cale fixe formant bouchon ;
    • une sous-étape de mise en place d'au moins une cale mobile à l'intérieur du moule entre les deux extrémités longitudinales de celui-ci de sorte à délimiter au moins deux longueurs de poutrelles dans le même moule ;
    • une sous-étape de déplacement latéral d'un pas du moule sur le poste de mise en place de cales et de torons ;
    • une sous-étape de mise en place d'un toron métallique s'étendant entre les deux extrémités longitudinales du moule et d'une clavette de maintien du toron à l'une des extrémités longitudinales dudit moule ; et
    • la réitération des sous-étapes précédentes afin d'obtenir un ensemble de plusieurs moules munis de cales et d'un toron.
  • Dans ce cas, la sous-étape de mise en place d'au moins une cale mobile à l'intérieur d'un moule peut être réalisée par l'intermédiaire d'un distributeur automatique de cales se déplaçant le long d'un portique au-dessus du moule.
  • De même, la sous-étape de mise en place d'un toron dans un moule peut être réalisée par l'intermédiaire d'un distributeur automatique de torons positionné au-dessus du moule, le toron distribué étant guidé dans le moule par des guides latéraux.
  • Quant à la sous-étape de déplacement latéral d'un pas d'un moule, elle peut être réalisée par l'intermédiaire de chaînes formant convoyeurs disposées transversalement par rapport à une table du poste de mise en place de cales sur laquelle sont alignés à l'horizontal les moules.
  • L'étape de découpe du toron du moule peut être réalisée par l'intermédiaire de dispositifs de découpe supportés par un portique et comprenant chacun pince automatique.
  • L'étape de démoulage de chaque poutrelle peut être réalisée par l'intermédiaire d'un dispositif de préhension automatique de raidisseur supporté par un portique et positionné au-dessus d'une table sur laquelle sont alignés les moules à démouler.
  • De préférence, le procédé comprend en outre, parallèlement à l'étape d'empilement de chaque poutrelle démoulée, une étape de nettoyage automatique du moule et la récupération des cales et de la clavette avant de les transférer au poste de mise en place de cales. Cette étape supplémentaire est également réalisée de manière automatisée.
  • Dans ce cas, l'étape de nettoyage automatique du moule peut être réalisée par l'intermédiaire d'une brosse rotative se déplaçant sur toute la longueur du moule, celui-ci ayant été préalablement retourné.
  • De préférence également, les différentes étapes sont réalisées chacune au niveau d'un poste particulier, les moules étant transférés d'un poste à un autre de façon automatique.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
    • la figure 1 est une vue schématique et partielle d'une poutrelle en béton précontraint à raidisseur obtenue par le procédé selon l'invention ;
    • la figure 2 est un ordinogramme montrant les différentes étapes du procédé de fabrication selon l'invention ; et
    • les figures 3 à 16 montrent différents postes d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication de poutrelles selon l'invention.
    Description détaillée de l'invention
  • La figure 1 représente de façon schématique une poutrelle 2 en béton précontraint et munie d'un raidisseur telle qu'obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention.
  • De façon connue, cette poutrelle 2 comprend un bloc de béton précontraint 4 ayant un câble (appelé ci-après toron) d'acier 6 mis en tension avant la coulée du béton dans le moule de fabrication de la poutrelle. Celle-ci comprend également un raidisseur 8 en acier coulé dans le bloc de béton précontraint 4 qui peut présenter une forme de treillis rectangulaire comme représenté sur la figure 1.
  • Une poutrelle 2 présente une longueur pouvant aller typiquement de 1 à 7m et est fabriquée en série selon un procédé conforme à l'invention dont les étapes principales sont décrites ci-après en liaison avec la figure 2.
  • Selon une première étape S1 du procédé de fabrication, il est prévu de mettre en place des cales et un toron métallique à l'intérieur des moules servant à la fabrication des poutrelles (les moules ayant par exemple une longueur de 9m).
  • Cette étape de mise en place des cales et du toron comprend successivement : la dépose à plat d'un moule sur un poste de mise en place de cales et de torons (sous-étape S1-1), la mise en place d'au moins une cale mobile à l'intérieur du moule entre les deux extrémités longitudinales de celui-ci de sorte à délimiter au moins deux longueurs de poutrelles dans le même moule (sous-étape S1-2), le déplacement latéral d'un pas du moule sur le poste de mise en place de cales et de torons (sous-étape S1-3), et la mise en place d'un toron métallique s'étendant entre les deux extrémités longitudinales du moule et de clavettes à chaque extrémité longitudinale du moule (sous-étape S1-4).
  • L'ensemble de ces sous-étapes S1-1 à S1-4 sont réitérées pour un nombre n de moules, par exemple pour six moules, de sorte à former un ensemble de plusieurs moules munis de cales et d'un toron métallique.
  • Une fois le toron mis en place dans les n moules, il est mis en tension de façon automatique pour l'ensemble des moules au niveau d'un poste de mise en tension des torons (étape S2). Les moules sont alors prêts pour recevoir une coulée de béton (étape S3). Une fois le béton coulé dans chaque moule, les raidisseurs sont mis en place (étape S4), puis les n moules sont placés en étuve pour obtenir une prise du béton (étape S5).
  • En fin d'étuvage, les n moules sont déplacés au niveau d'un poste destiné à assurer une détente des torons et une découpe automatique de ces derniers après avoir récupéré la clavette correspondante (étape S6). Les poutrelles peuvent alors être démoulées les unes après les autres de façon automatique en maintenant les cales à l'intérieur des moules (étape S7). Les poutrelles ainsi démoulées sont alors empilées sur un poste de décharge (étape S8-1) pendant qu'un nettoyage automatique du moule est assuré et que les cales et les clavettes sont récupérées (étape S8-2) avant de transférer l'ensemble de ces pièces au poste de mise en place de cales.
  • On notera que l'ensemble des étapes S1 à S8-1 et S8-2 du procédé de fabrication selon l'invention sont avantageusement automatisées avec le minimum d'intervention humaine, c'est-à-dire qu'elles sont réalisées de façon automatique par des appareils robotisés décrits ultérieurement. L'activation de ces appareils et le suivi du déroulement de ces étapes sont contrôlés par un poste de travail informatique (non représentée sur les figures).
  • En liaison avec les figures 3 à 16, on décrira maintenant une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de fabrication en série de poutrelles en béton précontraint et à raidisseur.
  • Les figures 3 et 4 représentent, en perspective, un exemple de poste de mise en place de cales et de torons 10 pouvant être utilisé pour mettre en oeuvre la première étape S1 du procédé selon l'invention.
  • Sur cet exemple, le poste de mise en place de cales et de torons 10 comprend une table 12 sur laquelle sont alignés à l'horizontal les uns à côté des autres plusieurs moules 14 identiques pour la fabrication des poutrelles. Ce poste comprend également une table de stockage de cales 16 situé à l'une des extrémités longitudinales de la table 12, ainsi qu'un distributeur automatique de cales 18 pouvant se déplacer le long d'un portique 20 positionné au-dessus de la table 12 et s'étendant entre les deux extrémités longitudinales de celle-ci.
  • Le distributeur de cales 18 est programmé au niveau d'un poste de travail informatique (non représentée sur les figures) de façon à se déplacer au-dessus du moule 14a situé au niveau d'un bord latéral de la table 12 et à déposer dans celui-ci une ou plusieurs cales mobiles 22 selon une position prédéfinie dans le moule. Par ailleurs, les cales mobiles étant non symétriques, le distributeur de cales est capable de détecter le sens de celles-ci pour permettre de les positionner correctement dans les moules.
  • Les cales mobiles 22 servent à délimiter à l'intérieur d'un même moule le nombre et la longueur des poutrelles qui seront fabriquées dans chaque moule. Par exemple, on programmera le distributeur de cales 18 pour qu'il vienne déposer à un emplacement prédéterminé dans chaque moule 14 deux cales mobiles 22 permettant de diviser chaque moule en deux sous-moules permettant de fabriquer deux poutrelles de longueur prédéfinie (chaque poutrelle étant délimitée longitudinalement entre une extrémité du moule et une cale mobile).
  • Par ailleurs, chaque moule 14 est préalablement équipé d'une cale fixe 24 formant bouchon à l'une de ses extrémités longitudinales. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, les cales fixes 24 sont ainsi préalablement positionnées au niveau de l'extrémité longitudinale des moules 14 qui est du côté de la table de stockage de cales 16.
  • Une fois que le moule 14a situé au niveau d'un bord latéral de la table 12 a été équipé de ses cales mobiles 22 par l'intermédiaire du distributeur automatique de cales 18, il est déplacé latéralement sur la table 12 d'un pas en direction du bord latéral opposé de la table. Un nouveau moule est alors positionné sur la table au niveau de l'emplacement laissé vacant par le moule 14a pour y recevoir des cales mobiles.
  • Le déplacement latéral des moules sur la table 12 est par exemple assuré au moyen de plusieurs chaînes 12a formant convoyeurs disposées transversalement par rapport à la table (par exemple une chaîne 12a est située à chaque extrémité longitudinale de la table et une chaîne centrale est située entre les deux extrémités de la table). Ces chaînes 12a formant convoyeurs sont pilotées de façon automatique par le poste de travail informatique.
  • Une fois que le moule équipé de ses cales 22, 24 a été translaté latéralement, il reçoit un toron (ou câble) métallique 6 comme représenté plus précisément sur les figures 5 et 6. A cet effet, un distributeur automatique de torons 26 monté sur le portique 20 au-dessus de la table 12 (et décalé latéralement par rapport au distributeur de cales 18) permet de déposer un toron métallique 6 dans le moule.
  • Afin d'assurer un parfait guidage vertical du toron vers le moule, le distributeur automatique de torons 26 est équipé de plusieurs guides verticaux 28 (par exemple au nombre de trois sur la figure 5) espacés longitudinalement les uns des autres. Ainsi, sur commande programmée depuis le poste de travail informatique, dès qu'un moule équipé de ses cales 22, 24 se présente, le distributeur automatique de torons 26 libère un toron qui chute par gravité à l'intérieur du moule tout en étant guidé vers celui-ci par les guides verticaux 28.
  • Comme représenté sur les figures 7A et 7B qui montrent les deux extrémités longitudinales opposées d'un même moule 14 avant son démoulage, les moules qui sont positionnés sur la table du poste de mise en place de cales et de torons sont également équipés d'une clavette 32 à l'une de ses extrémités longitudinales.
  • Plus précisément, la clavette 32 est ici logée dans un sabot de tension 33 (figure 7A) qui est positionné au niveau de l'extrémité longitudinale du moule qui est opposée à celle recevant la cale fixe 24 (figure 7B). De façon connue, une telle clavette 32 sert de point d'ancrage lors de la mise en tension du toron 6 et assure un maintien de celui-ci après sa mise en tension dans le moule. A cet effet, la clavette comprend typiquement un cône permettant de rendre le processus de mise en tension irréversible.
  • Une fois que les cales mobiles 22 et les torons 6 ont été mis en place à l'intérieur de n moules 24 positionnés sur la table 12, ces n moules sont transférés à un poste 34 de mise en tension des torons qui est adjacent au poste de mise en place de cales et de torons précédemment décrit.
  • Ce poste 34 de mise en tension des torons est plus précisément représenté sur les figures 8 et 9. Il comprend notamment une table 36 sur laquelle sont alignés à l'horizontal les uns à côté les n moules provenant du poste de mise en place de cales et de torons.
  • Au niveau d'une extrémité longitudinale de la table 36 (correspondant à l'extrémité de moules munie des clavettes 32), le poste 34 comprend également un dispositif à vérin 35 de mise en prétension des torons, ainsi qu'un dispositif à vérin 35' de mise en tension des torons prétendus.
  • Le fonctionnement du dispositif à vérin 35 de mise en prétension est le suivant : une tête rotative 38 vient se visser sur une tige 40 du sabot de tension 33, puis un vérin 42 translate la tige pour rattraper les jeux du toron et le mettre dans une position prétendue facilitant sa mise en tension par le dispositif à vérin 35'.
  • Ce dispositif à vérin 35' est directement adjacent au dispositif 35 de mise en prétension et présente un fonctionnement similaire : une tête rotative 38' se visse sur la partie filetée 40a de la tige 40 du sabot de tension 33 et un vérin 42' est ensuite actionné pour faire translater la tige 40 et tendre le toron dans le sens longitudinal du moule. Enfin, un mouvement rotatif de la tête 38' permet de serrer l'écrou 40b de la tige 40 pour bloquer le toron dans sa position tendue.
  • En pratique, les moules 14 disposés à plat sur la table 36 du poste de mise en tension des torons se déplacent latéralement sur celle-ci pour venir se positionner d'abord face au dispositif à vérin 35 de mise en prétension des torons, puis face au dispositif à vérin 35' de mise en tension des torons. Ce déplacement latéral des moules est par exemple assuré au moyen de chaînes 36a formant convoyeurs disposées transversalement par rapport à la table (par exemple une chaîne 36a est située à chaque extrémité longitudinale de la table et une chaîne centrale est située entre les deux extrémités de la table) et pilotées par le poste de travail informatique.
  • Les dispositifs à vérin 35, 35' sont commandés de façon automatique par programmation à partir du poste de travail informatique pour mettre en prétension puis en tension les torons et les maintenir dans cette position tendue. Une fois cette opération terminée, les chaînes 36a formant convoyeurs de la table sont à nouveau actionnées pour déplacer d'un pas les moules et positionner ainsi de nouveaux moules en face des dispositifs à vérin 35, 35'.
  • Une fois que les n moules ont vu leur toron respectif mis en tension au niveau du poste de mise en tension des torons, ils sont transférés de manière automatique vers un poste de coulée de béton (non représenté sur les figures) où du béton est coulé dans chaque moule selon un procédé connu en soi.
  • On notera que la mise en prétension puis en tension des torons pourra être effectuée par un même et unique dispositif à vérin.
  • Les n moules qui ont reçu le béton sont ensuite transférés de manière automatique à un poste de mise en place d'un raidisseur (non représenté sur les figures). Au niveau de ce poste, un raidisseur (tel que par exemple le raidisseur 8 en forme de treillis de la figure 1) est disposé dans chaque moule au moyen par exemple d'un bras mécanisé venant saisir un raidisseur et le positionner dans le béton coulé dans les moules. Ce poste est également bien connu en soi et ne sera donc pas décrit ici en détails.
  • Le poste suivant est l'étuve dans laquelle les n moules munis de leur raidisseur respectif peuvent alors être placés pour obtenir une prise du béton. Cette étape d'étuvage est typiquement réalisée au sein d'une étuve (non représentée sur les figures) dimensionnée pour accueillir plusieurs moules sur un ou plusieurs niveaux. Les paramètres de l'étuvage (comprenant notamment durée et température) dépendent du volume et de la composition du béton dans chaque moule.
  • En sortie d'étuve, les moules sont transférés (toujours de manière automatique) vers un poste de découpe des torons, tel que le poste 44 représenté sur les figures 10 et 11.
  • Ce poste 44 de découpe des torons comprend une table 46 munie de chaîne 46a formant convoyeurs similaires à celles équipant les tables du poste de mise en place de cales et de torons et du poste de mise en tension des torons. Ces chaîne 46a formant convoyeurs permettent d'assurer, par l'intermédiaire du poste de travail informatique, un déplacement latéral automatique des moules reposant à l'horizontal sur la table 46.
  • Au-dessus de cette table 46 est monté un portique 48 supportant plusieurs dispositifs de découpe automatique 50. Par exemple, comme représenté sur la figure 10, ces dispositifs de découpe 50 sont au nombre de quatre, ce qui permet d'assurer une découpe à leurs deux extrémités des deux torons des deux sous-moules formés au sein d'un même moule 14. Ces dispositifs de découpe peuvent être amenés à être déplacés le long du portique en fonction de la longueur des sous-moules réalisés au sein du même moule.
  • Par exemple, chaque dispositif de découpe 50 comprend une pince automatique 52 apte à venir se saisir d'une portion du toron du moule et dont l'actionnement est commandé par un système à vérin 54. Ainsi, lorsqu'un moule arrive sous le portique 48 supportant les dispositifs de découpe 50, ces derniers actionnent leur pince 52 respective qui s'ouvre pour saisir le toron et se referme pour le découper de façon automatique à des emplacements prédéterminés en fonction de la longueur des sous-moules formés au sein du moule en question.
  • On notera que cette découpe automatique des torons est précédée par une étape de détente des torons. En effet, il est requis de détendre le toron, c'est-à-dire de supprimer les efforts de tension auxquels il est soumis, préalablement à sa découpe. Cette détente est réalisée au niveau d'un poste (non représenté sur les figures) de détente des torons. Ce poste est similaire au poste 34 de mise en tension des torons (décrit en liaison avec les figures 8 et 9). Il comprend notamment un dispositif à vérin muni d'une tête rotative qui vient se visser sur la tige du sabot de tension. Un vérin est actionné pour faire translater la tige et permettre ainsi de libérer l'écrou 40b de la tige.
  • Les moules sont ensuite transférés de façon automatique à un poste de démoulage 56 tel que celui représenté sur les figures 12 et 13.
  • Ce poste de démoulage 56 comprend une table 58 sur laquelle sont alignés à l'horizontal les uns à côté des autres plusieurs moules 14 sortis de l'étuve. Le poste de démoulage comprend également un portique 60 positionné au-dessus de la table 58 et supportant un dispositif de préhension automatique de raidisseur 62.
  • Comme représenté plus précisément sur la figure 12, ce dernier comprend une équerre 64 pouvant pivoter autour d'un axe longitudinal 66 parallèle à la table 58 et munie à sa pointe d'un crochet 68 capable de venir saisir le raidisseur 8 du moule. Ainsi, lorsqu'un moule 14 se présente sous le portique 60, le poste de travail informatique commande de façon automatique un pivotement de l'équerre 64 autour de l'axe longitudinal 66 qui permet au crochet 68 de saisir le raidisseur 8 pour le soulever, et ainsi de démouler les poutrelles 2 hors du moule 14.
  • On notera que ce démoulage des poutrelles s'effectue alors que les moules restent horizontaux et orientés vers le haut, ce qui permet de maintenir les cales mobiles à l'intérieur du moule.
  • Les poutrelles qui ont été démoulées sont déposées par le dispositif de préhension automatique de raidisseur précédemment décrit sur un poste de déchargement (non représenté sur les figures) adjacent à la table du poste de démoulage.
  • En parallèle, les moules qui viennent d'être démoulés sont transférés de façon automatique à un poste de nettoyage 70 tel que représenté sur les figures 14 à 16.
  • Le poste de nettoyage 70 est positionné entre les tables respectives 58 et 12 des postes de démoulage 56 et de mise en place de cales et de torons 10. Il comprend notamment un portique 72 supportant un dispositif de retournement de moule 74.
  • Le dispositif de retournement de moule 74 comprend un premier disque 76 muni de deux encoches 78 diamétralement opposées et dimensionnées pour recevoir un moule. Le disque est apte à pivoter autour d'un axe longitudinal 80 parallèle à la table 58.
  • Ainsi, lorsqu'un moule 14 vient d'être démoulé, il est transféré latéralement de façon automatique (par exemple par l'intermédiaire de chaînes formant convoyeurs prévues sur la table 58 du poste de démoulage) à l'intérieur de l'une des encoches 78 du premier disque 76 du dispositif de retournement de moule. Toujours de façon automatique, ce premier disque 76 est actionné pour pivoter d'un demi-tour autour de l'axe longitudinal 80, d'une part pour présenter (côté table 58) son autre encoche vide (pour recevoir le moule suivant), et d'autre part pour retourner le moule saisi de sorte à l'orienter vers le bas.
  • Comme représenté sur la figure 16, le moule 14 ainsi retourné est alors saisi par une pince automatique 82 également montée sur le portique 72. La pince 82 extrait latéralement le moule de l'encoche 78 du premier disque 76 du dispositif de retournement de moule et le maintient ainsi retourné vers le bas pour y subir une opération de nettoyage. Celle-ci est réalisée par l'intermédiaire d'une brosse rotative 84 positionnée sous la pince et se déplaçant sur toute la longueur du moule pour le nettoyer.
  • On notera que l'actionnement de la brosse 84 est commandé de façon automatique par le poste de travail informatique et son passage à l'intérieur du moule permet de faire tomber par gravité les cales mobiles encore présentes dans le moule. Ces dernières sont alors récupérées et éventuellement nettoyées pour venir recharger la table de stockage de cales 16 (figures 3 et 4).
  • Le dispositif de retournement de moule comprend un second disque 86, adjacent au premier disque 76. Ce second disque comprend également deux encoches 88 diamétralement opposées et dimensionnées pour recevoir un moule. Le second disque est apte à pivoter autour d'un axe longitudinal 90 parallèle à la table 12 du poste de mise en place de cales et de torons.
  • Une fois que le moule 14 a été nettoyé par la brosse 84, il est à nouveau saisi par la pince 82 et transféré latéralement vers l'une des deux encoches 88 du second disque 86 du dispositif de retournement de moule. Ce second disque va alors pivoter de façon automatique d'un demi-tour autour de l'axe longitudinal 90, d'une part pour présenter (côté pince 82) son autre encoche (pour recevoir le moule nettoyé suivant), et d'autre part pour retourner à nouveau le moule saisi de sorte à l'orienter vers le haut et le déposer sur la table 12 du poste de mise en place de cales et de torons. Le moule ainsi déposé sur la table 12 pourra alors à nouveau être utilisé pour la fabrication de poutrelles selon le procédé décrit ci-avant.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication en série de poutrelles (2) en béton précontraint à raidisseur (8) pour système de plancher à poutrelles et entrevous, le procédé comprenant les étapes successives de :
    mise en place (S1) de cales (22) et d'un toron (6) dans chaque moule (14) ;
    mise en tension du toron (S2) de chaque moule ;
    coulée de béton (S3) dans chaque moule ;
    mise en place (S4) d'un raidisseur dans chaque moule ;
    étuvage (S5) de plusieurs moules pour obtenir une prise du béton ;
    découpe (S6) du toron de chaque moule après avoir réalisée une détente dudit toron ;
    démoulage (S7) de chaque poutrelle en maintenant les cales dans le moule correspondant ; et
    empilement (S8-1) sur un poste de décharge de chaque poutrelle démoulée ; l'ensemble des étapes du procédé étant réalisées de manière automatisée.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (S1) de mise en place de cales et d'un toron dans chaque moule comprend :
    une sous-étape (S1-1) de dépose à plat d'un moule sur un poste (10) de mise en place de cales et de torons, le moule étant muni à une extrémité longitudinale d'une cale fixe (24) formant bouchon ;
    une sous-étape (S1-2) de mise en place d'au moins une cale mobile (22) à l'intérieur du moule entre les deux extrémités longitudinales de celui-ci de sorte à délimiter au moins deux longueurs de poutrelles dans le même moule ;
    une sous-étape (S1-3) de déplacement latéral d'un pas du moule sur le poste de mise en place de cales et de torons ;
    une sous-étape (S1-4) de mise en place d'un toron métallique s'étendant entre les deux extrémités longitudinales du moule et d'une clavette (32) de maintien du toron à l'une des extrémités longitudinales dudit moule ; et
    la réitération des sous-étapes précédentes afin d'obtenir un ensemble de plusieurs moules munis de cales et d'un toron.
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la sous-étape (S1-2) de de mise en place d'au moins une cale mobile à l'intérieur d'un moule est réalisée par l'intermédiaire d'un distributeur automatique de cales (18) se déplaçant le long d'un portique (20) au-dessus du moule.
  4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel la sous-étape (S1-4) de mise en place d'un toron dans un moule est réalisée par l'intermédiaire d'un distributeur automatique de torons (26) positionné au-dessus du moule, le toron (6) distribué étant guidé dans le moule par des guides latéraux (28).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la sous-étape (S1-3) de déplacement latéral d'un pas d'un moule est réalisée par l'intermédiaire de chaînes (12a) formant convoyeurs disposées transversalement par rapport à une table (12) du poste de mise en place de cales (10) sur laquelle sont alignés à l'horizontal les moules.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape (S6) de découpe du toron du moule est réalisée par l'intermédiaire de dispositifs de découpe (50) supportés par un portique (48) et comprenant chacun pince automatique (52).
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape (S7) de démoulage de chaque poutrelle est réalisée par l'intermédiaire d'un dispositif de préhension automatique de raidisseur (62) supporté par un portique (60) et positionné au-dessus d'une table (58) sur laquelle sont alignés les moules à démouler.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre, parallèlement à l'étape (S8-1) d'empilement de chaque poutrelle démoulée, une étape (S8-2) de nettoyage automatique du moule et la récupération des cales et de la clavette avant de les transférer au poste de mise en place de cales.
  9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'étape (S8-2) de nettoyage automatique du moule est réalisée par l'intermédiaire d'une brosse rotative (84) se déplaçant sur toute la longueur du moule, celui-ci ayant été préalablement retourné.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les différentes étapes (S1 à S8-1) sont réalisées chacune au niveau d'un poste particulier, les moules étant transférés d'un poste à un autre de façon automatique.
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