Procédé de réalisation d'une poutre mixte préfléchie en acier-béton.
La présente invention est relative à un procédé
de réalisation de poutre mixte préfléchie. La poutre réalisée comprend une armature en acier et un enrobage en béton. L'armature peut-être constituée par une âme disposée verticalement et par deux semelles, l'une supérieure et 1' autre inférieure, bordant longitudinalement l'âme. L'armature peut aussi être constituée par une âme disposée verticalement et par une seule semelle inférieure bordant longitudinalement l'âme. L'enrobage en béton entoure au moins la partie inférieure de l'armature.
Selon le procédé de réalisation de la poutre mixte préfléchie, on soumet l'armature à une préflexion. De cette manière, on crée un état de tensions de traction dans la partie inférieure et en particulier, dans la semelle inférieure de l'armature, et un état de tensions de compression dans la partie supérieure et en particulier, dans la semelle supérieure de cette armature, ces parties inférieure et supérieure étant délimitées entre elles par une fibre neutre de tension nulle. D'autre part, on maintient la préflexion de l'armature pendant la solidarisation de l'enrobage de béton à la partie inférieure prétendue de cette armature
et jusqu'après la prise suffisante de ce béton.
Dans l'exécution des procédés de préflexion connus à ce jour, on est amené à équilibrer sensiblement les renforts
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appliquer à celle-ci les charges assurant sa préflexion.
En pratique, on dispose à plat sur les semelles, des renforts en acier dont on soude les bords à ces semelles. Les opérations de soudure des renforts aux semelles de l'armature sont longues et onéreuses à cause d'une main d'oeuvre fortement qualifiée et de l'emploi d'appareils coûteux souvent non autorisés, tels qu'appareils de soudure automatique. Ces opérations de soudure constituent en fait un poste très important dans le prix de revient de la réalisation de la poutre mixte préfléchie.
D'autre part, si les renforts inférieurs coopèrent avec la semelle inférieure pour reprendre les tensions de traction dues à la préflexion et si ces renforts inférieurs restent ainsi utiles dans la poutre finie, il n'en est pas
de même pour les renforts supérieurs dont le montage sur la semelle supérieure de l'armature avant préflexion et la solidarisation à cette semelle constituent une phase défavorable de fabrication de la poutre, que le nouveau procédé actuel permet de supprimer ou de réduire dans une large mesure..En outre, à un stade ultérieur ou au stade final de la fabrication de la poutre, les renforts supérieurs en acier travail-lant en service en compression pourraient être économiquement remplacés par un matériau moins élastique et moins coûteux tel que le béton.
L'invention a pour objet un nouveau procédé permettant de remédier aux désavantages précités des procédés connus.
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invention/on exerce des efforts de retenue antagonistes sur la partie supérieure de l'armature, à ses extrémités ou à distances égales de celles-ci, pendant qu'on soumet cette armature à la préflexion, en sorte de limiter ainsi les tensions de compression engendrées par la préflexion dans cette partie supérieure et en particulier dans la semelle supérieure éventuelle de l'armature. De préférence, on exerce les efforts de retenue antagonistes sur la semelle supérieure de l'armature, à ses extrémités ou à distances égales de celles-ci dans le cas où cette armature est en forme de I.
Dans le même ordre d'idées, mais dans le cas où l'armature est une poutre en 1 , on exerce des efforts de retenue antagonistes sur la partie supérieure de l'âme de l'armature à ses extrémités ou à égales distances de celles-ci.
Par le nouveau procédé, on parvient avantageusement à limiter à volonté les tensions de compression engendrées dans la partie supérieure de l'armature au cours de la préflexion, ce qui permet d'éviter la mise en oeuvre des_renforts supérieurs en acier tout en conservant des diagrammes de tension analogues à ceux de la préflexion classique.
En pratique, dans le nouveau procédé, on relie l'armature par sa partie supérieure, respectivement par sa semelle supérieure, à deux appuis d'extrémité dont au moins un est mobile, tandis qu'on limite le rapprochement relatif des axes de liaison de l'armature et de ces appuis d'extrémité, pendant qu'on soumet cette armature à la préflexion. Généralement, on suspend l'armature aux deux appuis d'extrémité pour la relier à ceux-ci.
Selon des caractéristiques du matériel mis
en oeuvre dans le nouveau procédé, on peut utiliser des appuis d'extrémité dont au moins un coulisse horizontalement ou dont au moins un pivote ou bascule verticalement. Dans le premier.cas, on limite le rapprochement relatif
des appuis d'extrémité pour limiter le rapprochement relatif de leurs axes de liaison avec l'armature. Dans le deuxième cas, on limite leur basculement relatif pour limiter le rapprochement relatif de leurs axes de liaison avec l'armature. Dans les deux cas, on peut relier la partie supérieure, respectivement . la semelle supérieure de l'armature à l'appui d'extrémité correspondant par
un bras pivotent par rapport à cette partie supérieure, respectivement à cette semelle supérieure.
Selon une autre particularité du nouveau procédé, on peut encore supporter l'armature par sa semelle inférieure sur des appuis intermédiaires immobiles disposés à égales distances des appuis d'extrémité précités.
Selon une autre caractéristique de ce genre relative au nouveau procédé, on limite le déplacement mutuel des appuis d'extrémité au moyen de vérins hydrauliques ou mécaniques.
Pour pouvoir modifier l'état de compression de la partie supérieure, respectivement de la semelle supérieure, de l'armature de la poutre en voie de préflexion selon le nouveau procédé, les efforts de retenue antagonistes
à exercer sur l'armature sont réglables avant et/ou pendant la préflexion de cette armature, mais ces efforts antagonistes ne sont que concomitants et non préalables
à la préflexion.
L'invention concerne aussi une poutre mixte préfléchie réalisée selon le nouveau procédé.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description et des dessins annexés au présent mémoire et représentant schématiquement et à titre d'exemple seulement deux formes
de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe transversale d'une poutre réalisable par le procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation schématique de l'armature métallique d'une poutre mixte montée avant sa préflexion sur des appuis d'extrémité servant d'appuis de préflexion. La figure 3 est une vue en élévation analogue de l'armature pendant sa préflexion. La figure 4 est une ligne courbe illustrant la courbure simple prise par la fibre neutre de l'armature après préflexion. La figure 5 est une vue en élévation plus détaillée montrant les moyens de liaison entre l'armature et un appui d'extrémité avant préflexion. La figure 6 est une vue en plan se rapportant à la figure précédente.
La figure 7 est une vue analogue à celle de la deuxième figure pour l'armature d'une poutre mixte montée avant préflexion sur deux appuis intermédiaires immo- biles et sur deux appuis d'extrémité mobiles. La figure 8 est une vue en élévation analogue de l'armature, pendant sa préflexion. La figure 9 est une ligne courbe illustrant la courbure complexe prise par la fibre neutre de l'armature après préflexion.
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le nouveau procédé sert à réaliser des poutres mixtes préfléchies en acier-béton.
En substance, la poutre à l'état fabriqué comporte une armature 1 en acier et un enrobage 2 en béton.
L'armature 1 est constituée généralement par une poutre métallique en forme de I présentant une âme 3 pleine ou ajourée et deux semelles, l'une supérieure 4 et <EMI ID=3.1>
seule semelle inférieure. En plus, l'armature 1 peut être formée par une poutre métallique complexe comportant par exemple une âme en treillis. Il est à noter que les semelles 4 et 5 de l'armature 1 peuvent être au départ identiques ou différentes.
Pour pouvoir être mise en oeuvre, l'armature 1 est par exemple pourvue de renforts inférieurs 6 qui sont disposés à plat le long de la semelle inférieure 5 et qui sont soudés à celle-ci par leurs bords.
Ensuite, l'armature 1 est montée sur deux appuis d'extrémité 7 et 8 qui constituent en fait les ap-
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armature 1 avec son âme 3 placée verticalement est reliée aux appuis 7 et 8 en y étant suspendue par les extrémités de sa partie supérieure, et de préférence, par celles de sa semelle supérieure 4.
Les appuis d'extrémité 7 et 8 reposent sur un sol 9, au même niveau et sont tous deux mobiles. Cependant un des appuis d'extrémité peut être mobile et 1' autre immobile.
Les moyens de suspension de chaque extrémité de la semelle 4 de l'armature 1 à l'appui d'extrémité 7 ou 8 peuvent être quelconques. Dans l'exemple choisi, les moyens de suspension sont constitués chaque fois d'un bras de montage 10 sous forme d'étrier complexe pivotant
par rapport à l'armature 1 et à l'appui d'extrémité 7 ou
8. Du côté de l'armature 1, la semelle supérieure 4 est engagée entre les ailes horizontales du bras de montage
10, de part et d'autre de l'âme 3 et est fixée à ce bras
10, par des boulons de montage 11 ou analogues, traversant verticalement des ouvertures coaxiales prévues dans ces ailes et cette semelle 4. Du côté de l'appui d'extrémité
7 ou 8, la partie supérieure saillante 12 de ce dernier
est engagée entre les ailes verticales du bras 10 et y est reliée par un pivot 13 traversant horizontalement des ouvertures coaxiales aménagées dens cette partie 12 et ces dernières ailes. De la sorte, l'armature 1 est articulée autour de l'axe horizontal 14 de chaque pivot 13 et peut donc prendre des inclinaisons différentes par rapport à l'appui d'extrémité 7 ou 8.
Dans le cas décrit, chaque appui d'extrémité 7 ou 8 est monté sur le sol 9 en pouvant pivoter verticalement. A cet effet, l'appui 7 ou 8 est articulé autour d'un pivot de base horizontal 15 fixé à des ailes 16 solidarisées
à une plaque d'assise 17 ancrée dans le sol 9. Ainsi, les appuis d'extrémité 7 ou 8 peuvent pivoter simultanément
l'un vers l'autre lors d'une traction commune exercée sur leurs extrémités 12 pour rapprocher celles-ci.
Dans une variante, chaque appui d'extrémité
7 ou 8 est monté coulissant sur le sol 9 par exemple dans
au moins une glissière longitudinale dans laquelle est mobile horizontalement un coulisseau solidaire de cet appui 7 ou 8.
Après montage de l'armature 1 sur les appuis d'extrémité 7 et 8, cette armature 1 est soumise à une préflexion. Dans ce but, par exemple, une force de préflexion P est appliquée verticalement sur la semelle supérieure 4 de l'armature 1, au milieu de sa longueur, mais pourrait l'être ailleurs et notamment sur la semelle inférieure 4. Simultanément, des efforts de retenue antagonistes T et T' sont appliqués respectivement aux extrémités de la partie supérieure et de préférence à celles de la semelle supérieure 4 de l'armature 1, ces efforts de retenue pouvant être appliqués aussi à distances égales
de ces extrémités. Dans ce but, des efforts de résistance R et R' sont exercés à leur tour, par exemple horizontalement, sur les appuis d'extrémité 7 et 8.
Sous l'effet des forces et des efforts P, T et T' ou en fait P, R et R', l'armature 1 est préfléchie vers le bas et présente une courbure orientée vers le haut. Dans l'armature 1, la préflexion engendre d'une part, un état de tensions de traction dans la partie inférieure de l'armature 1 et surtout dans la semelle inférieure 5 et les renforts 6, et d'autre part, un état de tensions de compression dans la partie supérieure de l'armature 1 et notamment dans la semelle supérieure 4.
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armature 1 fait pivoter légèrement les appuis d'extrémité 7 et 8 l'un vers l'autre. En d'autres termes et plus généralement, la préflexion fait rapprocher un peu mutuellement ou relativement l'un à l'autre les axes horizontaux 14 de liaison de l'armature 1 et des appuis d'extrémité 7 et 8. Le pivotement mutuel ou relatif et simultané des appuis
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Il en résulte que la semelle supérieure 4 de l'armature 1 est le siège de tensions résultant des compressions dues
à P et des tractions dues à T et T', c'est-à-dire en fait, le siège de tensions de compression résultantes ayant des valeurs sensiblement réduites par rapport à celles qui existeraient en l'absence des efforts de résistance R et R'. De ce fait, la semelle supérieure 4 ne doit pas être renforcée par des renforts comme dans le procédé connu.
Il est à noter que la semelle inférieure 5 de l'armature
1 est le siège de tensions de traction dues à P, qui sont sensiblement les mêmes que celles qui existeraient si les efforts de retenue T et T' étaient remplacés par des renforts de la semelle supérieure en rapport avec ceux de la semelle inférieure.
Pendant l'application et le maintien des forces et des efforts P, R et R' qui assurent ensemble l'état de tensions de traction de la partie inférieure de l'armature 1, l'enrobage 2 de béton est coulé autour de la semelle inférieure 5 de cette armature 1 et est solidarisé à celle-
<EMI ID=7.1> enrobage 2 que l'ensemble des forces et des efforts P,
R et R' cessent d'être appliqué à l'armature 1 en question et que la poutre est alors décoffrée et terminée.
Le deuxième exemple décrit diffère du premier uniquement par le fait qu'avant préflexion, l'armature 1 repose par sa semelle inférieure 5, sur des appuis immobiles 18 disposés à égales distances de ses extrémités. Ainsi, l'armature 1 est encore reliée d'une manière articulée par sa semelle supérieure 4 aux appuis d'extrémité
7 et 8. Une différence sensible du deuxième exemple par rapport au premier réside dans sa plus grande similitude au procédé connu de préflexion.
Dans les cas décrits, l'armature 1 est reliée aux appuis d'extrémité 7 et 8 par les extrémités de sa semelle supérieure 4. Dans des variantes, les axes de liaison 14 de l'armature 1 avec les appuis d'extrémité 7 et 8 peuvent se trouver à distances égales des extrémités de la semelle supérieure 4 au lieu d'être près de ces extrémités,. En outre, les axes de liaison 14 en question peuvent aussi se trouver sous la semelle supérieure 4.
Dans les cas décrits, les efforts de résis-
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8 pour limiter leur pivotement mutuel l'un vers l'autre
sous l'effet de la force de préflexion P. Dans le cas
où les appuis d'extrémité 7 et 8 sont coulissants sur le
sol 9, les efforts R et R' limitent leur translation mutuelle horizontale l'un vers l'autre, c'est-à-dire leur rappro-chement mutuel, sous l'effet de la force de préflexion P.
Généralement, la force de préflexion P et les efforts de résistance R e� R' sont exercés au moyen de vérins hydrauliques ou mécaniques pouvant être contrôlés en cours de préflexion de l'armature 1, notamment par
des appareils suivant les déformations de la semelle inférieure 5 ou de la semelle supérieure 4 de cette arma-
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peuvent être appliqués progressivement ou instantanément lors de la préflexion. En particulier, les efforts de résistance R et R' peuvent être engendrés aussi par des butées réglables de fin de course des appuis d'extrémité 7 et 8.
Il est à noter qu'on peut régler avantageusement les efforts de résistance R et R' et ainsi les efforts de retenue T et T'avant et/ou pendant leur application sur des appuis d'extrémité 7 et 8. Mais en dehors
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ceux-ci ne sont pas préalables mais bien concomittants à la force de préflexion P. D'autre part, les points d'appli-
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8 peuvent se trouver à n'importe quel endroit approprié de ces appuis d'extrémité 7 et 8.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans leur réalisation à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de réalisation d'une poutre mixte préfléchie comprenant d'une part, une armature en acier constituée par une âme disposée verticalement et deux semelles bordant longitudinalement l'âme, et d'autre part, un enrobage en béton entourant au moins la partie infé-
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armature à une préflexion de manière à créer un état de tensions de traction dans sa partie inférieure et en particulier, dans sa semelle inférieure, et un état de tensions de compression dans sa partie supérieure et en particulier, dans sa semelle supérieure, et on maintient la préflexion de l'armature pendant la solidarisation de l'enrobage de béton à la partie inférieure prétendue de cette armature et jusqu'après la prise suffisante de ce béton,
caractérisé en ce qu'
on exerce des efforts de retenue antagonistes sur la partie supérieure de l'armature (1), à ses extrémités ou à distances égales de ses extrémités, pendant qu'on soumet cette armature (1) à la préflexion, en sorte de limiter ainsi les tensions de compression engendrées par la préflexion dans cette partie supérieure et en particulier, dans la semelle supérieure (4) de ladite armature (1).