FR2752430A1 - Equipage mobile pour le coffrage du tablier en beton d'un pont mixte - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un équipage mobile pour le coffrage de tablier en béton de pont, notamment pour des ponts mixtes. Dans l'invention on a tenu compte de la diversité des ponts à réaliser en aménageant un siège (16) de coulissement à la liaison entre un portique (10) transversal au pont qui supporte les coffrages et des poutres longitudinales (8, 9) qui reposent sur des poutrelles (5, 6) du pont. Ce coulissement est prévu pour permettre une adaptation rapide à la largeur effective du pont à réaliser. Une fois la largeur réglée, le coulissement est bloqué par arrimage de la coulisse contre le portique au moyen d'une plaque de réaction (54).

Description

ÉQUIPAGE MOBILE POUR LE COFFRAGE DU TABLIER EN BETON
D'UN PONT MIXTE
La présente invention a pour objet un équipage mobile pour le coffrage du tablier en béton d'un pont, notamment d'un pont mixte. On appelle pont mixte un pont qui est destiné à supporter un trafic routier en même temps qu'un trafic ferroviaire. Les ponts mixtes ont la particularité d'être de largeur considérable en même temps que de devoir subir des charges importantes et donc de nécessiter une résistance forte.

La structure habituelle de ponts de ce type comporte deux poutrelles disposées côte à côte et s'étendant sur toute la longueur du pont. La forme de la section des poutrelles est généralement une forme en
I. Un tablier, en pratique une dalle en béton, relie les deux poutrelles entre elles en s'appuyant par ailleurs sur elles. Le tablier collabore ainsi à la solidité du pont. La construction d'un tel pont nécessite la mise en place des poutrelles puis, une fois que les poutrelles sont mises en place, leur solidarisation au moins provisoire l'une à l'autre par des entretoises. Lorsque ces entretoises sont mises en place, on entreprend la constitution du tablier béton au moyen de l'équipage mobile objet de l'invention. La réalisation de ce tablier en béton nécessite la pose de coffrages plans horizontaux destinés à supporter le béton pendant sa mise en oeuvre et sa prise. Après chaque mise en oeuvre, après la prise du béton, le tablier est décoffré et l'équipage mobile est avancé jusqu'à une autre position où l'ensemble des opérations est repris.

Pour maintenir ces coffrages on a déjà imaginé des équipages mobiles dont la structure comporte deux poutres longitudinales qui reposent longitudinalement au dessus des deux poutrelles du pont. Par le dessus, ces deux poutres longitudinales sont reliées entreelles par plusieurs portiques transversaux. En pratique les portiques transversaux sont situés sensiblement à 1.80m ou 2m au dessus de la face supérieure des poutrelles du pont. Les coffrages sont réalisés par des panneaux qui sont suspendus par des tirants à ces portiques. Pour un pont donné, l'écart entre poutrelles est connu à l'avance et en conséquence les poutres longitudinales sont reliées entre elles à une distance fixe par les deux portiques. Autrement dit, en usine on prépare l'équipage mobile. L'équipage mobile est monté sur site par boulonnage ou par brochage des différentes pièces. Le nombre de portiques et le nombre de tirants dépend des objectifs de surface de tablier de pont à réaliser à chaque fois.

Les problèmes rencontrés lors du montage sont les suivants : sur le chantier, il apparaît des différences de réalisation par rapport aux plans qui nécessitent des adaptations. D'autre part, de telles structures d'équipage mobile étant onéreuses à construire, les constructeurs ont tenté de les rendre adaptables à des ponts de tailles différentes; essentiellement à des ponts dont l'espacement entre les poutrelles est différent.

Dans l'état de la technique, pour résoudre ce problème il est connu d'insérer des éclisses dans des traverses qui servent à la réalisation des portiques, de façon à adapter la longueur de ces portiques à la largeur souhaitée du pont.

Par ailleurs, dans le cas de réalisation de ponts en courbe, les voies de circulation doivent être en dévers, et les poutrelles ne sont donc pas à la même hauteur. Cependant , pour des raisons de stabilité lors de la mise en oeuvre du béton, les portiques ne doivent pas connaître de dévers : ils doivent être horizontaux.

On utilise alors des jeux de cales qu'on place sous celle des poutres longitudinales qui repose sur la poutrelle en contrebas, de manière à ce que le portique soit horizontal.

L'inconvénient présenté par ces solutions est qu'elles sont longues à mettre en oeuvre. Ainsi il est connu que, pour un pont, la mise en place d'un tel équipage mobile dure environ une semaine pour une équipe de quatre personnes. C'est trop long et par conséquent trop couteux.

L'invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en préconisant un équipage mobile bien plus pratique à mettre en oeuvre, et qui puisse s'adapter à n'importe quelle largeur de pont et également à des ponts en courbe dont une des poutrelles est en contrebas par rapport à l'autre. La solution de l'invention consiste essentiellement à ne plus fixer les portiques transversaux sur le sommet des poutres longitudinales de l'équipage mobile, mais à les rendre au contraire coulissants sur ces poutres.

Des profilés adaptés, situés à la fois au sommet des poutres de l'équipage mobile et à la base des portiques transversaux coopèrent pour ce coulissement permettant la prise en compte de la variation de largeur entre poutrelles. Pour tenir compte des dévers, on a par ailleurs modifié la liaison entre cette pièce de coulissement et la partie supérieure des poutres longitudinales pour y adjoindre des dispositifs d'extension permettant de tenir compte par réglage progressif des dévers imposés.

L'invention concerne donc un équipage mobile pour le coffrage du tablier en béton d'un pont, notamment d'un pont mixte, comportant au moins deux portiques transversaux reposant sur deux poutres longitudinales, orthogonales aux portiques,
- les poutres longitudinales reposant longitudinalement au dessus de deux poutrelles longitudinales du pont,
- des panneaux de coffrage étant suspendus par des tirants, ou tiges, aux portiques, caractérisé en ce que
- les portiques transversaux reposent sur au moins une des poutres longitudinales par des sièges,
- les sièges sont solidaires des poutres longitudinales, et
- certains au moins de ces sièges comportent une partie coulissante pour recevoir en coulissement une sous-face des portiques.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent
- figure 1 : une représentation schématique en perspective de l'équipage mobile de l'invention;
- figure 2 : trois étapes de mise en place du coffrage avec un équipage mobile selon l'invention;
- figure 3 : une représentation schématique en perspective d'une forme préférée d'une poutre longitudinale d'un équipage mobile de l'invention;
- figure 4 : une vue en coupe d'un système de vérin permettant l'élévation et le rattrapage des dévers;
- figure 5 : un dispositif de contreventement pour tenir compte d'une hauteur plus grande de portique au cas où la largeur du pont serait exceptionnelle;
- figure 6 : une vue en coupe de la mise en place du coffrage et du coulage du béton.

La figure 1 montre un équipage mobile conforme à l'invention. Cet équipage mobile est destiné à supporter un coffrage 1 servant à soutenir le béton à mettre en oeuvre, qui servira à réaliser le tablier du pont. L'exemple représenté montre un pont mixte de grande largeur avec une partie centrale 2 et deux encorbellements gauche et droite respectivement 3 et 4.

Le pont comporte deux poutrelles longitudinales respectivement 5 et 6 réunies, au moins provisoirement, pendant la construction par des entretoises 7.

L'équipage mobile comporte deux poutres longitudinales respectivement 8 et 9 qui reposent longitudinalement au-dessus des deux poutrelles longitudinales du pont.

On verra par la suite les détails des points d'appui de ces poutres longitudinales sur les poutrelles du pont.

L'équipage mobile comporte encore au moins deux portiques respectivement 10 et 11, orthogonaux aux poutres longitudinales et reposant au-dessus de cellesci. Des panneaux de coffrage 1, 12 et 13 pour des panneaux latéraux, sont soutenus par les portiques par l'intermédiaire de tiges de sustentation non représentées sur cette figure. L'équipage est mobile parce qu'il est destiné à se déplacer dans le sens des flèches larges 14 et 15 dès qu'une section de tablier de pont a été réalisée.

Une caractéristique essentielle de l'invention est que les portiques 10 et 11 reposent par leurs traverses supérieures sur les poutres longitudinales 8 et 9 par l'intermédiaire de sièges 16 et 17. Les sièges 16 et 17 sont coulissants et permettent, en tenant compte d'un écartement quelconque des poutrelles 5 et 6 et donc des poutres 16 et 17, d'assurer toujours un bon maintien des traverses 10. Cet écartement de valeur différente à chaque fois est schématisé par les flèches 18 et 19.

Dans un mode préféré de réalisation, il y a deux sièges 16 et 17 par portique : un au dessus de chaque poutre longitudinale. On pourrait envisager néanmoins une solution plus simple dans lesquelles un seul siège, par exemple le siège 16, serait réalisé au dessus de la poutre 8. Dans ce cas il faudrait supporter un léger décentrage de la structure du portique au moment du montage, ce qui peut ne pas avoir beaucoup d'inconvénients comme on le comprendra par la suite.

Le nombre des portiques à mettre en oeuvre dépend de la longueur de la section de tablier sur laquelle on veut couler le béton en une fois. Pour une section de 10 mètres deux portiques sont suffisants, pour 20 mètres il faudrait plutôt trois portiques et ainsi de suite. Dans l'invention, pour chaque portique il y a au moins un siège coulissant 16. La largeur des portiques est donc de préférence fixe et égale à la largeur maximum de tablier de pont qu'on veut pouvoir réaliser avec l'équipage mobile. Il est néanmoins quand même possible de réaliser la traverse supérieure du portique avec la mise en place d'éclisses. Le nombre de tirants reliant les coffrages 1, 12 et 13 aux traverses supérieures des portiques est lui-même dépendant de la largeur du pont. En pratique, l'espace entre les tirants sera compris entre deux mètres au minimum et quatre mètres au maximum.

La figure 2 montre trois étapes de mise en place de l'équipage mobile de l'invention. Dans la partie haute de la figure on a montré schématiquement selon une vue longitudinale la poutrelle 6 du pont, la poutre longitudinale 9 qu'elle supporte et la section de la traverse supérieure du portique 11. Une partie du tablier du pont est déjà réalisée et est matérialisée par des petites croix. Pour la réalisation de cette partie, l'équipage mobile avait son extrémité, montée en tirets qui dépassait un point d'appui 20. Une fois que la section correspondante a été coulée, on déplace l'équipage mobile vers la droite dans le sens de la flèche 15. Pendant ce déplacement, la structure est portée, à l'arrière, par une petite roulette 21 reposant sur le tablier et à l'avant par un tabouret roulant 22 situé sensiblement à l'endroit du point d'appui 20. A la fin de ce déplacement l'extrémité de la poutre longitudinale 9 vient prendre appui sur un autre tabouret roulant 23. Cet appui est matérialisé par la deuxième partie de la figure 2, située sous la première partie. Avec des petits vérins, manoeuvrables par exemple manuellement tels que 24 et 25, on soulève alors l'équipage mobile de manière à enlever les tabourets roulants 21, 22, 23. Le tabouret 23 est alors remplacé, voir le bas de la figure, par un tabouret fixe 26. Les tabourets 21 et 22 sont complètement enlevés. Puis l'équipage mobile est reposé. Sous la partie centrale de la poutre 9, à l'extrémité de l'endroit où s'est arrêtée la section de tablier déjà réalisée, on met en place des panneaux de coffrage 1, 12 ou 13, accrochés par des tirants 26, 27 aux portiques 10 et 11 respectivement. Dans la pratique il y a bien sûr plus de tirants : la figure 2 est une vue en coupe. Puis une nouvelle section de béton est mise en oeuvre: croix en tirets.

La figure 3 montre les mêmes éléments et plus schématiquement une structure préférée en treillis des poutres longitudinales 8 ou 9. Les poutres longitudinales réalisées sous forme d'un treillis sont plus légères. Elles présentent ici la particularité d'avoir un profil triangulaire et de reposer par la pointe du triangle sur le haut des poutrelles 5 ou 6.

La figure 3 montre des tabourets roulants 22 et 23. Il est possible si la longueur des poutres longitudinales est plus grande, de placer plusieurs de ces tabourets roulants le long de la poutrelle 5, notamment si le nombre de portiques est supérieur à 2.

La figure 4 montre selon une vue en coupe transversale (transversale à la longueur des poutrelles 5 ou 6), une coupe de la poutre 8. Celle-ci repose à sa base, en extrémité, sur un tabouret roulant tel que 22 ou 23. Ce tabouret comporte quatre pieds tels que 28, 29 reposant sur le sommet d'une poutrelle 5. Ces quatre pieds sont réunis entre eux par un plateau 30 qui supporte, à l'intérieur de deux rails 31 et 32 de guidage, une roue 33 de grande largeur. Cette roue 33 tourne autour d'un axe 34 perpendiculaire aux poutrelles lorsque la poutre 8 se déplace. La base de la poutre 8 est constituée par exemple par un socle 35 de profil en I dont la base repose sur la roue 33.

Dans l'état de la technique, le réglage en hauteur pour rattraper les dévers était effectué en empilant des cales entre le socle 35 et le sommet de la poutrelle 5.

A l'endroit où le portique 10 passe au-dessus de la poutre 8, celle-ci comporte dans sa structure des jambes de force 36, 37 et un mat vertical 38. Le sommet de la poutre 8 longitudinale est réalisé ici par la mise côte à côte de trois longerons horizontaux 39 à 41. Dans un exemple la section de ces longerons est aussi en I. Les trois longerons 39 à 41 sont reliés entre eux par une petite traverse 42. Il peut y avoir plusieurs petites traverses 42 le long de la poutre longitudinale 8 de manière à la rigidifier suffisamment. Il y a en tous cas une petite traverse telle que 42 à l'aplomb de chaque endroit où repose un portique 10.

Ce portique 10 repose dans une coulisse 43 dont la forme sera vue plus loin et qui est elle même portée par la petite traverse 42 par l'intermédiaire d'un jeu de vérins 44 à 47. Dans un exemple, ces vérins sont des vérins à vis et leurs écrous respectivement 48 à 51 permettent de régler en hauteur la coulisse 43 par rapport au sommet de la poutrelle 5. L'intérêt de placer le réglage en hauteur sous la coulisse 43 plutôt qu'à l'endroit du pied 35 de la poutre longitudinale, est lié à la robustesse des vérins à mettre en oeuvre dans la solution envisagée, il y en a quatre qui n'ont pas besoin d'être aussi solides. Ils sont donc moins chers.

La figure 5 est une vue en coupe dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 4. Elle reprend les mêmes éléments 38, 40 et 42 et 47 et 51. La coulisse 43 montrée ici a la forme d'un U. Elle est fixée au sommet des tiges 47 des vérins au moyen d'axes 52, solidaires de ces tiges, et tournant dans des paliers 53 solidaires de la coulisse 43 (voir également figure 4). On pourrait se satisfaire de ce type de maintien du portique 10 au dessus de la poutre 8.

Cependant, pour des raisons de sécurité, notamment de transport sans danger de l'équipage mobile, la coulisse 43 est complétée par une plaque de réaction 54 placée au dessus de la traverse du portique 10. La plaque 54 est rapprochée de la coulisse 43 par un jeu de boulons tels que 55 et 56 prenant appui au dessus de la plaque par des écrous 57 et 58. Au moment de la préparation sur le chantier de l'équipage mobile, ou même pendant sa première mise en place, un léger jeu existe entre la coulisse 43 et la plaque 54. Quand le réglage est effectué, les écrous sont bloqués de manière à ce que la poutre longitudinale soit fixée solidairement au portique.

La plaque de réaction 54 est par ailleurs solidaire d'un palier 59 qui reçoit la tête d'un vérin 60 (voir également figure 1), qui permet d'assurer un contreventement des poutres transversales du portique 10. Dans un perfectionnement le vérin 60 peut avoir une longueur variable pour pouvoir s'adapter à une hauteur différente de traverse supérieure du portique 10. En effet, dans un exemple, pour des largeurs de ponts allant jusqu'à 13 mètres, avec un écart entre poutrelles de l'ordre de 7 mètres, la hauteur des traverses supérieures du portique 10 est de l'ordre de 60 cm. Dans ce cas, les portiques ont une largeur de 14 mètres. Si on veut faire des portiques plus longs, il faudra également les faire plus hauts puisque la portée qu'ils auront à contenir sera plus grande. En conséquence, la pièce 54 sera placée plus haut. Avec le vérin 60 réglable, il est possible de changer la forme du portique 10 sans subir un inconvénient qui résulterait de ce changement.

La figure 6 vue en coupe comme la figure 4, reprend les mêmes éléments et montre la mise en place du tablier de béton 61 marqué par des petites croix au dessus des coffrages respectivement 1 et 13. Le tablier de béton est réalisé en béton armé. Les armatures du tablier viennent s'ancrer sur des goujons tels que 62 et 63 solidaires du sommet de la poutrelle 5.

On va maintenant expliquer la mise en place des coffrages avec la prise en compte des largeurs variables. Dans l'invention, plutôt que de faire les coffrages de dimensions prévues d'avance, on préfère réaliser des coffrages modulaires et les mettre en place de la manière suivante. Dans la partie centrale, figure 1, le coffrage 1 comporte essentiellement deux plaques longitudinales telles que 64 et 65 qui peuvent coulisser perpendiculairement à une ou des poutres de liaison 66 et perpendiculairement aux poutrelles 5 et 6 du pont. La poutre 66 de liaison est parallèle au portique 10. Elle s'encastre de préférence dans les plaques latérales 64 et 65. Les plaques latérales 64 et 65 sont fixées au portique 10 par les tirants tels que 67 (figure 6). Les poutres de liaison 66 sont tenues par les plaques 64 et 65. Au besoin, les ancrages des tirants dans les plaques 64 et 65 reprennent les appuis des poutres 66.

Un jeu de vérins 68, 69 (figure 1) permet en prenant appui sur les extrémités de la poutre 66 de repousser les bords des plaques 64 et 65 contre les ailes du profilé en I des poutrelles 5 ou 6. De préférence, à l'endroit du contact, on munit les bords des plaques 64 et 65 de joints creux en forme de note de musique blanche 70. La jambe de la note est fixée au chant de la plaque 65. De cette façon on s'assure qu'au moment du coulage du béton, de la laitance du ciment ne vienne pas salir le pied droit des poutrelles 5 et 6.

En effet, si après la construction on veut enlever ces coulures de laitance, on attaque la peau de ces poutrelles. Comme elle est galvanisée, la protection contre la corrosion disparaît. Avec l'invention il n'y a plus de coulure, donc plus de risque, et en 'plus moins de travail.

Le fait de repousser les plaques longitudinales latérales 64 et 65 contre les poutrelles 5 et 6 dégage un jeu 71 au dessus de la poutrelle de liaison 66. Ce jeu peut être tellement petit qu'aucun coffrage modulaire ne puisse le combler. Dans ce cas on place une tôle 72 au dessus du vide central résultant. En pratique, le vide résultant du jeu est de l'ordre de 5 à 10 cm. Si l'espace est plus grand, son comblement est réalisé par la mise en place de plaques de coffrage modulaire telles que 73 et 74.

Pour la plaque de coffrage latérale 13, un soutien vertical est par ailleurs réalisé par des tirants respectivement 75 et 76 prenant appui en porte à faux de chaque portique. Le tirant 76 est fixé par ailleurs à une console 77 fixée elle-même à un montant 78 du portique. Le portique a alors en extrémité une forme en
C avec le montant 78 et un retour inférieur horizontal 79. La plaque 13 de coffrage est repoussée contre la poutrelle 5 par un vérin prenant appui contre elle et contre le montant 78. Le retour 79 sert à poser les plaques de coffrage 13 au moment du décoffrage et du transport de l'équipage mobile vers une autre station.

Dans un exemple, l'équipage mobile permet le bétonnage d'un tronçon de 10 m de tablier (la longueur totale des plateaux étant alors de 10,50 m) sans appui dans la zone de bétonnage. Il est dimensionné et conçu pour bétonner des largeurs d'ouvrage allant jusqu'à 13m avec une épaisseur de dalle de 30 cm, un entraxe de poutres maximum de 7 m et avec un encorbellement maximum de 3 m de chaque côté. D'autres dimensions peuvent être également réalisées. Le portique supérieur comporte une poutre transversale de type IPE, de préférence 600, de longueur 14 m. Il est muni d'un système d'attache et de contreventement sur les deux poutres longitudinales. Ce système d'attache est conçu de manière à pouvoir reprendre les différences de géométrie transversales et longitudinales afin de respecter une stricte verticalité des tirants de support. Deux poutres longitudinales de longueur 14 m en forme de treillis sont constituées de tube d'un profil HEA ou HEB en partie inférieure servant de chemin de roulement pour le déplacement de l'outil.

Cette partie est conçue de manière à laisser un espace de 1,80 m entre la surface de la dalle finie et la sous-face de la partie transversale du portique. La dimension des plateaux de coffrage est telle qu'elle permet de prendre appui en dehors de la zone à bétonner. On peut éventuellement avoir des appuis dans la zone à bétonner dans le cas des abouts d'ouvrage.

Les plateaux au centre ou dans les parties en encorbellement sont des tôles d'épaisseur de 4 mm munies de raidisseurs en tôle pliée, espacées de 30 cm environ. L'ensemble repose sur deux doubles U. Les profilés en double U sont reliés au portique par les tiges pour reprendre les charges pendant le bétonnage.

Au moment du décoffrage, les plateaux centraux coulissent sur les entretoises 7.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Équipage mobile pour le coffrage du tablier (61) en béton d'un pont, notamment d'un pont mixte, comportant

- au moins deux portiques (10, 11) transversaux reposant sur

- deux poutres (8, 9) longitudinales, orthogonales aux portiques,

- les poutres longitudinales reposant longitudinalement au-dessus de deux poutrelles (5, 6) longitudinales du pont,

- des panneaux (1, 12, 13) de coffrage étant suspendus par des tirants (67) aux portiques, caractérisé en ce que

- les portiques transversaux repose sur au moins une des poutres longitudinales par des sièges (16, 17),

- les sièges sont solidaires des poutres longitudinales, et

- certains au moins de ces sièges comportent une partie coulissante (43) pour recevoir en coulissement une sous-face des portiques.

2. Équipage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une poutre longitudinale au moins est en treillis (35-42), avec un profil triangulaire pour reposer par une pointe sur une poutrelle du pont.

3. Équipage selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les sièges sont de forme allongée, sont orientés perpendiculairement aux longueurs des poutres longitudinales, et ont une forme en U.

4. Équipage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sièges (43) comportent une plaque de réaction (54) pour appuyer sur le dessus des portiques transversaux.

5. Équipage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une plaque de réaction est reliée à une poutre longitudinale par un tirant (60), le tirant (60) étant de longueur variable pour tenir compte d'une épaisseur différente d'une poutre transversale du portique.

6. Équipage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une poutre longitudinale comporte des jeux de vérins (44-52) pour augmenter son épaisseur entre les portiques et une poutrelle, pour permettre un rattrapage de devers présenté par les poutrelles.

7. Équipage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une poutre longitudinale est fixée aux sièges par un jeu de vérins.

8. Équipage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un des portiques transversaux comporte une traverse supérieure terminée à au moins une de ses extrémités par une structure en forme de C (78,79).

9. Équipage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les panneaux de coffrage comportent, pour la partie (1) centrale destinée à être placée entre les poutrelles, deux panneaux (64,65) longitudinaux séparés, un dispositif d'écartement pour repousser ces panneaux latéralement au pont contre les poutrelles (5,6), et un jeu de panneaux longitudinaux intercalaires (73,74) amovibles à placer sur le dispositif d'écartement dans l'espace ménagé entre les deux panneaux longitudinaux latéraux.

10. Équipage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les panneaux longitudinaux latéraux comportent un bord (70) malléable pour assurer un bon contact des panneaux contre les poutrelles du pont, par exemple un joint creux en forme de note de musique blanche.