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WO2019025699A1 - Procédé de fabrication d'un élément de structure - Google Patents

Procédé de fabrication d'un élément de structure Download PDF

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WO2019025699A1
WO2019025699A1 PCT/FR2018/051872 FR2018051872W WO2019025699A1 WO 2019025699 A1 WO2019025699 A1 WO 2019025699A1 FR 2018051872 W FR2018051872 W FR 2018051872W WO 2019025699 A1 WO2019025699 A1 WO 2019025699A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
manufacturing
interface
prestressing
beams
bench
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2018/051872
Other languages
English (en)
Inventor
Alain SABBAH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
    • E04C3/26—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members prestressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/04—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed
    • B28B23/06—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed for the production of elongated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/18—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members for the production of elongated articles

Definitions

  • the present invention generally relates to the manufacture of infrastructures such as buildings, bridges, dams or any other kind of works.
  • It relates more particularly to a method of manufacturing a structural element such as a prestressed beam or a prestressed slab.
  • a well-known problem of concrete is that, although it resists compressive forces, it cracks quickly when subjected to tensile forces, even at low intensities.
  • the idea is to make sure that the concrete always works in compression and never (or little) in traction. For this, it exerts an initial traction on the metal frame so that once installed in the infrastructure, the concrete beam is compressed by this metal frame.
  • the metal reinforcement used is generally formed of steel cables or bars.
  • the cables When the beam is intended to be installed horizontally on a structure, the cables are generally arranged in the lower part of the section of the beam. In this way, the metal frame tends to bend the beam upward (it is called "counter-arrow"), which allows it to withstand higher loads.
  • pre-tension One of the methods of manufacturing prestressed concrete beams, called “pre-tension”, consists in applying a tension to the metal reinforcement, pouring the concrete around the metal reinforcement and then waiting for the concrete to dry. . The reinforcement is then released, thus putting the concrete in compression by simple adhesion effect. At this time, the beam bends upward, which generates tensile forces in the concrete, especially in the center of the upper face of the beam.
  • the present invention proposes a method of manufacturing structural elements, comprising:
  • first and second elongated bodies respectively along first and second compression axes, distinct from the first and second middle fibers
  • the two elongated bodies Due to the tension in the pretensioning tendons, the two elongated bodies are compressed longitudinally and tend to bend in opposite directions. Thanks to the temporary fixing means which keep the two elongated bodies resting against each other over the entire surface of the interfa ce, the bending constraints that oppose compensate each other.
  • the two elongate bodies then behave as a monolithic assembly within which the bending stresses compensate each other.
  • the monolithic assembly must be handled in one piece until the drying is complete, until the concrete has reached its mechanical properties of nominal strength.
  • first and second prestressing tendons are positioned relative to the two elongate bodies in such a way that the first and second compression axes extend parallel to the first and second middle fibers and to said interface;
  • the first and second pretensioners are positioned by relative to the two elongated bodies such that the first and second compression axes extend in the same plane as the first and second medium fibers;
  • first and second biasing tendons are positioned relative to the two elongate bodies such that the first and second compression axes extend between the first and second middle fibers;
  • the first and second pretensioning tendons are positioned and tensioned in the prefabrication bench so that, before the release step, the product of the intensity of the overall force exerted by the at least one first tensioner prestressing on the prefabrication bench by the distance separating said interface from the first compression axis, and the product of the intensity of the overall force exerted by said at least one second prestressing tensioner on the prefabrication bench by the distance separating said interface of the second compression axis, are substantially equal to 50%, and preferably to 10%;
  • deviators are used to force the first and second pretensioning tendons to extend along a broken line (preferably symmetrically with respect to the interface);
  • the positioning step and the casting step are performed concomitantly, said interface being positioned when the first molding space is filled by said material and the second molding space is still empty;
  • the temporary fastening means comprise stirrups which enclose the two elongated bodies and / or tensors which pass through at least part of the two elongated bodies and which hang thereon;
  • said interface in the positioning step, is positioned so as to partially delimit the first and second molding spaces by providing at least one passage between the first and second molding spaces, and, at the preliminary drying stage, the material located in each passage forms at least part of the temporary fastening means;
  • the temporary fastening means are deactivated by removing the stirrups and / or by releasing the tensors of the elongated bodies;
  • the temporary fastening means are deactivated by breaking the material located in each passage;
  • said interface comprises a planar wall and / or a layer of flexible material and / or a layer of retardant or setting inhibitor material adapted to retard or prevent curing of the material;
  • the two elongated bodies are held one above the other;
  • the two elongated bodies are held next to one another.
  • FIG. 1A is a schematic side view of two beams manufactured according to a first embodiment of the invention
  • Figure 1 B is a sectional view, according to the plane A-A, of Figure 1 A;
  • FIG. 2A is a schematic top view of two beams manufactured according to a second embodiment of the invention.
  • - Figure 2B is a sectional view along the plane B-B of Figure 2A;
  • - Figure 3A is a schematic side view of two beams manufactured according to a third embodiment of the invention;
  • Figure 3B is a sectional view, according to the plan C ⁇ C, of Figure 3A;
  • FIG. 4A is a schematic side view of two beams manufactured according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 4B is a sectional view, according to the plane D-D, of Figure 4A;
  • FIG. 5 is a schematic side view of the two beams of Figure 1 A, after deactivation of the temporary fixing means;
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams illustrating the bending moments acting in one of the beams of FIG. 1A;
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating the bending moments acting in the two beams of FIG. 1A;
  • FIG. 8A is a schematic side view of two beams manufactured according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIGS. 8B and 8C are sectional views, along the E-E and F-planes
  • structural element may designate any element used in a structure to compose and / or stiffen the structure of this structure (this structure can be of any type: building, bridge, canal %) -
  • the structural element may have any type of shape, and have various functions. It may for example be a slab, a duct or hourdi. In the remainder of the description, the structural element considered will be a beam.
  • the beam considered will preferably be profiled and it may have any type of cross section (square, S, T, .).
  • each beam 10, 20 has a rectangular section.
  • Each beam 10, 20 is described as "prestressing” in that it comprises an elongated body 100, 200, preferably made of concrete, as well as preloading tensioners 101, 201 for compressing the body 100, 200.
  • preloading tendons 101, 201 are here formed by metal bars but they could be in other forms (metal cables, carbon fiber cables ).
  • the "neutral fiber F100, F200" of the body 100, 200 of each beam 10, 20 will be defined as the geometric line passing through the centers of gravity of the transverse sections of this body, here the cross sections of each beam 10, 20 being rectangular, the geometric centers and the centers of gravity of the cross sections are merged.
  • the prefabrication bench 5 (30 is here a mold that can receive liquid concrete, let the concrete to dry so as to form the beams, and demold the concrete once the latter has hardened.
  • This prefabrication bench 500 is provided to allow to receive preload tensioners and put them in tension, for example by means of jacks, the time that the concrete dries.
  • This bending may then cause internal tensile stresses at the center of the lower face of the beam. To avoid the appearance of cracks, it is expected to preload the body 100, 200 of the beam by means of pretensioners.
  • tensioners are generally located under the neutral fiber of the beam so as to force the latter to bend upward (we speak of "counter-arrow”) as long as no load is installed on it, which makes it can then support large loads.
  • the invention thus relates to a solution making it possible to avoid bending the beam too intensely at the time of its manufacture, while at the same time making it possible to tending tendons as much as possible and minimizing the manufacturing time of the beam.
  • This solution consists of a method of manufacturing a pair of beams 10, 20, which comprises the various steps above. This process will be described here with reference to FIGS. 1A and 1B.
  • the prestressing tendons 101, 102 are installed in the prefabrication bench 500.
  • the prestressing tendons 101, 102 are tensioned by means of jacks fixed to the prefabricating bench 500.
  • the prestressing tendons 101, 102 then tend to naturally lengthen, by elastic deformation.
  • a curable material and in the liquid state is poured into the prefabrication bench 500.
  • This material is preferably concrete. It may be a standard concrete whose compressive strength fc28 is less than 40 MPa. Preferably, it will be rather a concrete with high performance (with a compressive strength fc28 greater than 50 Pa), or a very high performance concrete (with a compressive strength fc28 greater than 70 MPa ), or an ultra high performance concrete (with a compressive strength fc28 greater than 150MPa).
  • the concrete is poured into a single mold, from which will be derived the two beams 10, 20.
  • These first and second molding spaces have shapes that will correspond, in negative, to the shapes of the beams 10, 20.
  • the first and second molding spaces are located one above the other.
  • the interface 300 may be in very different forms.
  • the sheet metal may be one or more sheet metal (s), one or more plank (s) of wood, a plastic film or neoprene, a layer of retardant product (adapted to curb concrete hardening at the interface), a layer of setting inhibiting product (adapted to prevent hardening of the concrete at the interface) ... It will preferably extend according to a plane , here corresponding to a plane of symmetry for the first and second molding spaces.
  • a fourth pre-drying step is then provided during which the concrete is allowed to harden.
  • the duration of this step is much shorter than that required by the concrete to reach its nominal mechanical properties (as defined by the fc28 standard). In this case, the duration of this step is less than 3 days. It is preferably of the order of 24 hours.
  • the concrete forms the elongate bodies 100, 200 of the two beams 10, 20.
  • the prestressing tendons 101 located in the elongated body 100 of the upper beam 10 will compress the latter along an average axis, hereinafter called compression axes A100.
  • the prestressing tendons 201 located in the elongated body 200 of the lower beam 20 will compress the latter along an average axis, hereinafter called compression axes A200.
  • each compression axis A100, A200 with respect to the neutral fiber F100, F200 of the corresponding elongated body 100, 200 is important since it is this which will make it possible to generate a counter-arrow in the beam 10, 20.
  • Au During the aforementioned first step, the positioning of the prestressing tensioners 101, 201 in the prefabrication bench 50 (3 must therefore comply with instructions.
  • these tensioners are positioned relative to the elongate bodies 100, 1 10 of the two beams 10, 20 such that the compression axes A100, A200 extend at a distance from the average fibers F100, F200 elongate bodies 100, 200, parallel to these medium fibers F100, F200 and the plane of the interface 300, and in the same yarn as these medium fibers F100, F200.
  • the prestressing tendons 1 may exert on the two elongated bodies 100, 200 compression stresses in the same direction and bending stresses tending to bend the two beams 10, 20 in directions opposite (see Figure 5).
  • these tensioners are positioned relative to the elongate bodies 100, 1 10 of the two beams 10, 20 such that the compression axes A 100, A 200 extend between the medium fibers F100, F200. In this manner, the upper beam tends to bend upwards and the lower beam tends to bend downward (see Fig. 5).
  • the two beams 10, 20 are identical and positioned symmetrically with respect to the plane of the interface 300.
  • the product (the 10 x d- i0) of the intensity I 10 of the overall compression force exerted by the prestressing tension 1 (31 of the elongated body 100 of the upper beam 10 of the prefabricating bench 500 by distance d io separating the interface 300 from the compression axis A100 of these pretensioners 101, is substantially equal (to 50%, and even here to 10%)
  • the invention then proposes, not to wait for the complete drying of the concrete before releasing this tension, but rather to release this tension while maintaining the elongated bodies 100, 20 (3 in the non-flexed position (bearing against the interface 300), the time for the complete drying of the concrete, for this purpose temporary fixing means are used.
  • These temporary fastening means can be in various forms, they are preferably implemented in the prefabrication bench 500 before pouring the concrete.
  • these temporary fixing means comprise at least one tensor 400 which passes through the two elongate bodies 100, 200 and which is attached thereto.
  • At least two tensors 400 respectively positioned near the two ends of the beams 10, 20.
  • three tensors 400 are provided here, one of which is situated at half the length of the beams 10, 20.
  • the other two tensors are here positioned at less than one meter from the ends of the beams (here about 70 centimeters from these ends).
  • these tensors could be in other forms (cables ).
  • stirrups could be used which would enclose the two elongated bodies.
  • a fifth step of release preloaders 101, 201 so that the latter compress the elongated bodies 100, 200 along the compression axes A100, A200 by simply adhering the concrete on them (we speak of "transfer of the prestressing"").
  • preloading tensioners 101, 201 exert on the elongated bodies 100, 200 longitudinal compressive stresses along the compression axes A100, A200.
  • the prestressing tensioners 101, 201 also exert on the elongate bodies 100, 200 bending stresses directed in opposite directions, which tends to make flex the beams 10, 20 as shown in Figure 5.
  • the tensors 400 then allow to prevent (or at least strongly restrict) this bending, which prevents tensile stresses appear in the concrete and create cracks.
  • the beam 10 of the top is represented by a simple segment.
  • FIG. 6A shows the curve C1 of the bending moment exerted by the leftmost tensor 400 on the beam 1 (3 (this bending moment is the moment which tends to rotate the various cross sections of the beam 10 relative to each other, it is relative to the aforementioned bending stresses.) It is observed that it is damaged to the left of the beam 10, that it increases linearly over a length of 70 centimeters (corresponding to the position of the tensor left), then decreases linearly to the right end of the beam.
  • FIG. 6B shows the curve C2 of the bending moment exerted by the rightmost tensor on the beam 10. It is observed that it is disturbed to the right of the beam 10, that it increases linearly over a length 70 centimeters, then decreases linearly to the left end of the beam.
  • This bending moment is substantially constant over most of the beam 10, and it gradually reduces in "end zones" of the beam 10 (which is due to the fact that the prestressing tendons 101 gradually adhere to the concrete and deliver him progressively efforts).
  • each end zone extends for a length of about 70 centimeters from the corresponding end of the beam 10. This is the reason why the tensors 400 have been placed at about 70 centimeters from each other. these ends.
  • the curve C4 corresponds to the inverse of the curve C3, so that the bending moments which are exerted on the beam 10 cancel each other out.
  • the beams 10, 20 are represented by simple segments, and there is shown:
  • the two beams 10, 20 form a monolithic assembly in which only compressive stresses are exerted. These two beams 10, 20 can then be demolded together, with the tensors 400, so as to release the prefabrication bench 500 so that the latter can be quickly reused.
  • the two beams 10, 20 are then placed in a storage space, so that their drying can be prolonged over a period of several days (until the mechanical properties of the concrete reach values close to the nominal values for which concrete was designed).
  • This step preferably takes place in or near the storage space (before transporting the beams to the building site).
  • the two beams 10, 20 separate naturally and flex in the manner illustrated in Figure 5.
  • the concrete being sufficiently dry, the tensile stresses resulting from the bending of the beams do not create any crack in the concrete.
  • the top beam 10 is transported in its position shown in Figure 5, being supported by its two ends.
  • the beam 20 of the bottom is first returned before being transported by being supported by its two ends.
  • the two beams 10, 20 can be manufactured in a juxtaposed position next to each other, and not not in superimposed position one above the other.
  • the interface 3 (30 will preferably be put in place before pouring the concrete, and the concrete will preferably be cast simultaneously in the two molding spaces.
  • the two beams are made substantially in the same way as the beams 10, 20 illustrated in FIGS. 1A and 1B.
  • no tensor and no stirrup are used to maintain the bodies 1 10, 210 of the two beams bearing against the interface 310, the time of complete drying of the concrete.
  • the bodies 1 10, 210 of the two beams are held in abutment against the interface 310 by adhesion through the interface 310.
  • the interface 310 is interrupted and does not completely separate the molding spaces of the two beams. It thus delimits at least one passage 410 between these two molding spaces.
  • H delimits two passages 410 located at both ends of the beams and which each extend for example 70 centimeters in length.
  • these temporary fixing means are deactivated by cutting the concrete located in each passage 410 (by means for example of a diamond saw).
  • the two beams are made substantially in the same way as the beams 10, 20 illustrated in Figures 1A and 1B.
  • the prestressing tendons 101, 201 are located, not between the average fibers of the elongate bodies 120, 220 of the two beams, but on either side thereof.
  • the interface 320 provided between the two beams then comprises two cleats 321 located near the center of the beams, on either side of this center. It further comprises a layer 322 of retardant product. This product ensures, when the tension is released and the two beams bend very slightly (due to the elasticity of tensors 40 (3), a good separation of the two bodies 120, 220.
  • the two beams are manufactured in substantially the same manner as the beams 10, 20 illustrated in FIGS. 1A and 1B.
  • each of the prestressing tensioners 101, 201 extends, not in a rectiiigne manner, but in broken line (in a succession of segments inclined relative to each other).
  • prestressing tendons 101, 201 are arranged so as to extend:
  • Two deviators 600 are used for this purpose, which are for example located more than 2 meters apart, and each surrounds the prestressing tendons 101, 201 so as to keep them parallel to the interface 330 on their parts. between the two medium fibers.
  • These deviators 600 may for example be formed by metal rings.
  • the ends of the prestressing tendons 101 of the upper beam are however located near the upper face of this beam, while the ends of the prestressing tendons 201 of the bottom beam are located near the underside of this beam. beam.
  • the prestressing tendons 101 and the prestressing tendons 201 thus extend symmetrically with respect to the interface 330.
  • a single tensor 400 situated at the mid-length of the beams is sufficient to hold the two beams in abutment against the interface 330.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'éléments de structure (10, 20), comportant : - une étape de mise en tension d'au moins un premier tendeur de précontrainte (101 ) et d'au moins un second tendeur de précontrainte (201 ) dans un banc de préfabrication (500), - une étape de positionnement d'une interface (300) dans le banc de préfabrication de telle façon qu'elle délimite des premier et second espaces de moulage, une étape de coulage, dans les premier et second espaces de moulage, d'un matériau à l'état fluide, - une étape de séchage préalable dudit matériau qui, en durcissant, forme des premier et second corps allongés (100, 200) qui présentent respectivement des première et seconde fibres moyennes (F100, F200), et - les deux corps allongés étant maintenus en appui contre ladite interface (300, 310, 320), une étape de libération des premier et second tendeurs de précontrainte de façon à ce qu'ils exercent des contraintes de compression longitudinale sur les premier et second corps allongés, respectivement selon des premier et second axes de compression (A100, A200), distincts des première et seconde fibres moyennes, et des contraintes de flexion sur les premier et second corps allongés selon des directions opposées.

Description

PROCÈDE DE FABRICATION D'UN ÉLÉMENT DE STRUCTURE
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la fabrication d'infrastructures telles que des bâtiments, des ponts, des barrages ou toute autre sorte d'ouvrages.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un élément de structure tel qu'une poutre précontrainte ou une dalle précontrainte.
ARR! ERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
il est courant, lors de la construction d'un bâtiment, d'un ouvrage routier ou de tout type d'infrastructure, d'utiliser des poutres et des dalles en béton.
Un problème bien connu du béton est que, s'il résiste bien aux efforts de compression, il se fissure vite lorsqu'il est soumis à des efforts de traction, même de faibles intensités.
il est alors connu de renforcer le béton par des armatures métalliques.
On parle de « béton armé ».
Si le béton armé présente certains avantages, son utilisation devient contreproductive lorsque les contraintes exercées sur les poutres deviennent importantes, du fait de l'alourdissement de la section de béton armé.
La solution alors envisagée est d'utiliser du béton dit « précontraint », c'est-à-dire du béton traversé par une armature métallique qui comprime le béton.
L'idée est alors de s'assurer que le béton travaille toujours en compression et jamais (ou peu) en traction. Pour cela, on exerce une traction initiale sur l'armature métallique de telle sorte qu'une fois installée dans l'infrastructure, la poutre en béton soit comprimée par cette armature métallique.
De cette manière, lorsque le béton subit des efforts de traction, il se décomprime mais ne travaille jamais en traction, ce qui évite l'apparition de fissures.
L'armature métallique utilisée est généralement formée de câbles ou de barres en acier. Lorsque la poutre est destinée à être installée horizontalement sur un ouvrage, les câbles sont généralement disposés dans la partie inférieure de la section de la poutre. De cette façon, l'armature métallique a tendance à faire fléchir la poutre vers le haut (on parle de « contre-flèche »), ce qui lui permet de supporter de plus fortes charges. L'un des procédés de fabrication de poutres en béton précontraint, dit de « pré-tension », consiste à appliquer une tension à l'armature métallique, à couler le béton autour de l'armature métallique, puis à attendre que le béton sèche . L'armature est ensuite libérée, mettant ainsi le béton en compression par simple effet d'adhérence. A ce moment, la poutre fléchit vers le haut, ce qui génère des efforts de traction dans le béton, notamment au centre de la face supérieure de la poutre.
On comprend alors qu'il n'est pas possible de tendre l'armature métallique au-delà d'un certain seuil.
En outre, avant de décoffrer (c'est-à-dire de démouler) la poutre en béton, il est nécessaire d'attendre que le béton ait suffisamment durci afin que ses propriétés mécaniques soient suffisante pour résister à ces efforts de traction ou de compression. Ce temps d'attente, au cours duquel le banc utilisé pour fabriquer la poutre reste indisponible et ne permet donc pas de fabriquer de nouvelles poutres, est relativement long.
OBJET DE L'INVENTION
Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un procédé de fabrication d'éléments de structure, comportant :
- une étape de mise en tension d'au moins un premier tendeur de précontrainte et d'au moins un second tendeur de précontrainte dans un banc de préfabrication,
- une étape de positionnement d'une interface dans le banc de préfabrication de telle façon qu'elle délimite, complètement ou partiellement, des premier et second espaces de moulage dans lesquels sont respectivement situés chaque premier tendeur de précontrainte et chaque second tendeur de précontrainte,
une étape de coulage, dans les premier et second espaces de moulage, d'un matériau à l'état fluide,
- une étape de séchage préalable dudit matériau qui, en durcissant, forme des premier et second corps allongés qui sont respectivement situés dans les premier et second espaces de moulage et qui présentent respectivement des première et seconde fibres moyennes, et
- les deux corps allongés étant maintenus en appui contre ladite interface par des moyens de fixation provisoire, une étape de libération des premier et second tendeurs de précontrainte de façon à ce qu'ils exercent :
des contraintes de compression longitudinale sur les premier et second corps allongés, respectivement selon des premier et second axes de compression, distincts des première et seconde fibres moyennes, et
des contraintes de flexion sur les premier et second corps allongés selon des directions opposées (auxquelles s'opposent lesdits moyens de fixation provisoire).
Du fait de la tension dans les tendeurs de précontrainte, les deux corps allongés sont comprimés longitudina!ement et ont tendance à fléchir dans des directions opposés. Grâce aux moyens de fixation provisoire qui maintiennent les deux corps allongés en appui l'un contre l'autre sur toute la surface de l'interfa ce, les contraintes de flexion qui s'opposent se compensent.
Les deux corps allongés se comportent alors comme un ensemble monolithique à l'intérieur duquel les contraintes de flexion se compensent.
Cet ensemble monolithique a alors uniquement tendance à subir des contraintes en compression. Or, le béton est un matériau qui résiste très bien à ces contraintes de compression, même lorsqu'il n'est pas complètement sec. Il est ainsi possible de libérer le banc de préfabrication après un temps très court, de façon à ce que ce dernier puisse être réutilisé rapidement.
Une fois sorti du banc de préfabrication, l'ensemble monolithique doit être manipulé d'une seule pièce tant que le séchage n'est pas complet, en attendant que le béton ait atteint ses propriétés mécaniques de résistance nominale.
Par ailleurs, grâce à l'invention, il est alors possible d'augmenter la force de précontrainte en prolongeant en conséquence le temps de séchage hors du banc de préfabrication.
D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de fabrication conforme à l'invention sont les suivantes :
- les premier et second tendeurs de précontrainte sont positionnés par rapport aux deux corps allongés de telle manière que les premier et second axes de compression s'étendent parallèlement aux première et seconde fibres moyennes et à ladite interface ;
- les premier et second tendeurs de précontrainte sont positionnés par rapport aux deux corps allongés de telle manière que les premier et second axes de compression s'étendent dans un même pian que les première et seconde fibres moyennes ;
- les premier et second tendeurs de précontrainte sont positionnés par rapport aux deux corps allongés de telle manière que les premier et second axes de compression s'étendent entre les première et seconde fibres moyennes ;
- les premier et second tendeurs de précontrainte sont positionnés et tendus dans le banc de préfabrication de façon à ce que, avant l'étape de libération, le produit de l'intensité de l'effort global exercé par ledit au moins un premier tendeur de précontrainte sur le banc de préfabrication par la distance séparant ladite interface du premier axe de compression, et le produit de l'intensité de l'effort global exercé par ledit au moins un second tendeur de précontrainte sur le banc de préfabrication par la distance séparant ladite interface du second axe de compression, sont sensiblement égaux, à 50% près, et de préférence à 10 % près ;
- à l'étape de mise en tension, on utilise des déviateurs pour forcer les premier et second tendeurs de précontrainte à s'étendre selon une ligne brisée (préférentiellement de façon symétrique par rapport à l'interface) ;
- l'étape de positionnement et l'étape de coulage sont réalisées de façon concomitante, ladite interface étant positionnée lorsque le premier espace de moulage est rempli par ledit matériau et que le second espace de moulage est encore vide ;
les moyens de fixation provisoire comprennent des étriers qui enserrent les deux corps allongés et/ou des tenseurs qui traversent une partie au moins des deux corps allongés et qui s'y accrochent ;
- à l'étape de positionnement, ladite interface est positionnée de façon à délimiter partiellement les premier et second espaces de moulage en ménageant au moins un passage entre les premier et second espaces de moulage, et, à l'étape de séchage préalable, le matériau situé dans chaque passage forme une partie au moins des moyens de fixation provisoire ;
- il est prévu, après l'étape de libération, une étape de démoulage simultané des éléments de structure et de ladite interface hors du banc de préfabrication, puis une étape de séchage supplémentaire des éléments de structure dans un lieu de stockage distant du banc de préfabrication ; - après l'étape de séchage supplémentaire, il est prévu une étape de décharge au cours de laquelle les moyens de fixation provisoire sont désactivés ;
- les moyens de fixation provisoire sont désactivés en retirant les étriers et/ou en libérant les tenseurs des corps allongés ;
- les moyens de fixation provisoire sont désactivés en brisant le matériau situé dans chaque passage ;
ladite interface comporte une paroi plane et/ou une couche de matériau flexible et/ou une couche de produit retardateur ou inhibiteur de prise, adaptée à freiner ou empêcher le durcissement du matériau ;
- au cours de l'étape de séchage préalable, les deux corps allongés sont maintenus l'un au-dessus de l'autre ;
- au cours de l'étape de séchage préalable, les deux corps allongés son t maintenus l'un à côté de l'autre.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 A est une vue schématique de côté de deux poutres fabriquées selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 1 B est une vue en coupe, selon le pian A-A, de la figure 1 A ;
- la figure 2A est une vue schématique de dessus de deux poutres fabriquées selon un second mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2B est une vue en coupe, selon le plan B-B, de la figure 2A ; - la figure 3A est une vue schématique de côté de deux poutres fabriquées selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3B est une vue en coupe, selon le pian C~C, de la figure 3A ;
- la figure 4A est une vue schématique de côté de deux poutres fabriquées selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4B est une vue en coupe, selon le pian D-D, de la figure 4A ;
- la figure 5 est une vue schématique de côté des deux poutres de la figure 1 A, après désactivation des moyens de fixation provisoire ;
- les figures 6A à 6D sont des schémas illustrant les moments fléchissant s'exerçant dans une des poutres de la figure 1 A ; - les figures 7A à 7D sont des schémas illustrant les moments fléchissant s'exerçant dans les deux poutres de la figure 1 A ;
- la figure 8A est une vue schématique de côté de deux poutres fabriquées selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 8B et 8C sont des vues en coupe, selon les plans E-E et F-
F, de la figure 8A.
En préliminaire on notera que les éléments identiques ou similaires des différentes variantes et des différents modes de réalisation de l'invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
On notera également que l'expression « élément de structure » pourra désigner tout élément utilisé dans un ouvrage pour composer et/ou rigidifier la structure de cet ouvrage (cet ouvrage pouvant être de tout type : bâtiment, pont, canal...)-
L'élément de structure pourra présenter tout type de forme, et avoir des fonctions diverses. Il pourra par exemple s'agir d'une dalle, d'un conduit ou d'un hourdi. Dans la suite de la description, l'élément de structure considéré sera une poutre.
La poutre considérée sera préférentiellement profilée et elle pourra présenter tout type de section transversale (carrée, en S, en T, ....).
Comme le montrent par exemple les figures 1A et 1 B, on considérera ici que chaque poutre 10, 20 présente une section rectangulaire.
Chaque poutre 10, 20 est qualifiée de « précontrainte » en ce sens qu'elle comporte un corps 100, 200 allongé, réalisé de préférence en béton, ainsi que des tendeurs de précontrainte 101 , 201 destinés à comprimer le corps 100, 200. Ces tendeurs de précontrainte 101 , 201 sont ici formés par des barres métalliques mais ils pourraient se présenter sous d'autres formes (câbles métalliques, câbles en fibres de carbone...).
On définira la « fibre neutre F100, F200 » du corps 100, 200 de chaque poutre 10, 20 comme la ligne géométrique passant par les centres de gravité des sections transversales de ce corps, ici, les sections transversales de chaque poutre 10, 20 étant rectangulaires, les centres géométriques et les centres de gravité des sections transversales sont confondus. On utilisera par ailleurs les termes « inférieur » et « supérieur » par rapport à la poutre, en considérant la poutre telle qu'elle est positionnée dans son banc de préfabrication 500. La partie inférieure d'un élément désignera alors la partie de cet élément qui est tournée du côté du sol et la partie supérieure désignera la partie de cet élément qui est tournée vers le ciel.
Le banc de préfabrication 5(30 est ici un moule qui permet de recevoir du béton liquide, de laisser le béton sécher de façon à former les poutres, et de démouler le béton une fois que ce dernier a durci.
il est ici configuré de façon à permettre de mouler simultanément une paire de deux poutres 10, 20, par exemple en position superposée l'une au- dessus de l'autre. Bien entendu, il pourra éventuellement permettre de simultanément mouler une pluralité de paires de poutres (les différentes paires de poutre étant, dans l'exemple mentionné supra, situées côte-à-côte).
Ce banc de préfabrication 500 est prévu pour permettre de recevoir des tendeurs de précontraintes et de les mettre en tension, par exemple au moyen de vérins, le temps que le béton sèche.
Une fois fabriquée, lorsqu'une poutre est installée dans une infrastructure et qu'elle est maintenue par ses extrémités, elle va avoir naturellement tendance à fléchir vers le bas, du fait de son poids propre et du poids des charges qu'elle devra supporter.
Cette flexion risque alors d'engendrer des contraintes internes de traction au niveau du centre de la face inférieure de la poutre. Pour éviter l'apparition de fissures, il est prévu de précontraindre le corps 100, 200 de la poutre au moyen des tendeurs de précontrainte.
Ces tendeurs sont généralement situés sous la fibre neutre de la poutre de façon à forcer cette dernière à fléchir vers le haut (on parle de « contre- flèche ») tant qu'aucun charge n'est installée sur celle-ci, ce qui lui permet de supporter ensuite de grosses charges.
On comprend qu'au moment de la fabrication de la poutre (lorsque la poutre n'est pas encore chargée), il est risqué de tendre exagérément les tendeurs permanents 120, 220, sauf à risquer de voir la poutre trop fléchir et de voir apparaître des fissures au centre de la face supérieure de la poutre.
L'invention porte alors sur une solution permettant d'éviter de faire fléchir trop intensément la poutre au moment de sa fabrication, tout en permettant de tendre au mieux les tendeurs de précontrainte et de réduire au maximum la durée de fabrication de la poutre.
Cette solution consiste en un procédé de fabrication d'une paire de poutres 10, 20, qui comprend les différentes étapes ci-dessus. Ce procédé sera ici décrit en référence aux figures 1 A et 1 B.
Au cours d'une première étape, les tendeurs de précontrainte 101 , 102 sont installés dans le banc de préfabrication 500.
Au cours d'une seconde étape, les tendeurs de précontrainte 101 , 102 sont tendus au moyen de vérins fixés au banc de préfabrication 500. Les tendeurs de précontrainte 101 , 102 ont alors tendance à naturellement s'allonger, par déformation élastique.
Au cours d'une troisième étape, pouvant suivre ou précéder légèrement ou être concomitante avec la seconde étape, un matériau durcissable et à l'état liquide est coulé dans le banc de préfabrication 500.
Ce matériau est de préférence du béton. Il pourra s'agir d'un béton standard dont la résistance à la compression fc28 est inférieure à 40 MPa. De façon préférentielle, il s'agira plutôt d'un béton à hautes performances (avec une résistance à la compression fc28 supérieure à 50 Pa), ou d'un béton à très hautes performances (avec une résistance à la compression fc28 supérieure à 70MPa), ou encore d'un béton à ultra hautes performance (avec une résistance à la compression fc28 supérieure à 150MPa).
Au cours de cette troisième étape, le béton est coulé dans un unique moule, dont seront issues les deux poutres 10, 20.
Afin de permettre de séparer les deux poutres 10, 20 après durcissement du béton, il est prévu, au cours de cette troisième étape, ou avant celle-ci, de positionner une interface 300 dans le moule de telle façon qu'elle délimite des premier et second espaces de moulage.
Ces premier et second espaces de moulage présentent des formes qui correspondront, en négatif, aux formes des poutres 10, 20.
Dans le mode de réalisation permettant d'obtenir des poutres 10, 20 telles que celles illustrées sur les figures 1 A et 1 B, les premier et second espaces de moulage sont situés l'un au-dessus de l'autre.
Dans ce mode, on pourra alors prévoir de couler le béton en deux fois :
- tout d'abord dans l'espace de moulage du bas, ce qui permet ensuite de rapporter l'interface 300 sur la surface supérieure du béton ainsi coulé,
- puis dans l'espace de moulage du haut.
L'interface 300 pourra se présenter sous des formes très diverses.
il pourra s'agir d'une ou de plusieurs tôle(s), d'une ou de plusieurs planche(s) de bois, d'un film en plastique ou en néoprène, d'une couche de produit retardateur de prise (adapté à freiner le durcissement du béton au niveau de l'interface), d'une couche de produit inhibiteur de prise (adapté à empêcher le durcissement du béton au niveau de l'interface)... Elle s'étendra de préférence selon un plan, correspondant ici à un pian de symétrie pour les premier et second espaces de moulage.
il est ensuite prévu une quatrième étape de séchage préalable au cours de laquelle on laisse le béton durcir. La durée de cette étape est très inférieure à celle nécessitée par le béton pour atteindre ses propriétés mécaniques nominales (telles que définies par la norme fc28). En l'espèce, la durée de cette étape est inférieure à 3 jours. Elle est de préférence de l'ordre de 24 heures.
En durcissant, le béton forme les corps allongés 100, 200 des deux poutres 10, 20.
Au cours de cette quatrième étape, le béton a naturellement tendance à adhérer aux tendeurs de précontrainte 101 , 201 . Alors, une fois qu'ils seront relâchés, ces tendeurs de précontrainte 101 , 201 auront tendance à vouloir reprendre leurs formes initiales, ce qui leur permettra de comprimer les corps allongés 100, 200 des poutres 10, 20.
Les tendeurs de précontrainte 101 situés dans le corps allongé 100 de la poutre supérieure 10 comprimeront celui-ci selon un axe moyen, ci-après appelé axes de compression A100. Les tendeurs de précontrainte 201 situés dans le corps allongé 200 de la poutre inférieure 20 comprimeront celui-ci selon un axe moyen, ci-après appelé axes de compression A200.
La position relative de chaque axe de compression A100, A200 par rapport à la fibre neutre F100, F200 du corps allongé 100, 200 correspondant est importante puisque c'est elle qui permettra de générer une contre-flèche dans la poutre 10, 20. Au cours de la première étape précitée, le positionnement des tendeurs de précontrainte 101 , 201 dans le banc de préfabrication 50(3 devra donc respecter des consignes.
Pour bien comprendre cet aspect, on pourra préciser ia position des tendeurs de précontrainte 101 dans la poutre supérieure 10 et la position des tendeurs de précontrainte 201 dans la poutre inférieure 20 à l'issue de la quatrième étape de séchage.
Comme le montrent les figures 1A et 1 B, ces tendeurs sont positionnés par rapport aux corps allongés 100, 1 10 des deux poutres 10, 20 de telle manière que les axes de compression A100, A200 s'étendent à distance des fibres moyennes F100, F200 des corps allongés 100, 200, parallèlement à ces fibres moyennes F100, F200 et au plan de l'interface 300, et dans un même pian que ces fibres moyennes F100, F200.
De cette façon, les tendeurs de précontrainte 1 (31 , 201 pourront exercer sur les deux corps allongés 100, 200 des contraintes de compression dans une même direction et des contraintes de flexion ayant tendance à faire fléchir les deux poutres 10, 20 dans des directions opposées (voir figure 5).
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 A et 1 B, ces tendeurs sont positionnés par rapport aux corps allongés 100, 1 10 des deux poutres 10, 20 de telle manière que les axes de compression A100, A200 s'étendent entre les fibres moyennes F100, F200. De cette manière, les poutre supérieure 10 a tendance à fléchir vers le haut et la poutre inférieure 20 a tendance à fléchir vers le bas (voir figure 5).
Comme le montrent les figures 1 A et 1 B, on considérera ici que les deux poutres 10, 20 sont identiques et positionnées de façon symétrique par rapport au pian de l'interface 300.
Ainsi :
- le produit (l10 x d-i0) de l'intensité i10 de l'effort de compression global exercé par les tendeurs de précontrainte 1 (31 du corps allongé 100 de la poutre supérieure 10 sur le banc de préfabrication 500 par la distance d io séparant l'interface 300 de l'axe de compression A100 de ces tendeurs de précontrainte 101 , est sensiblement égal (à 50% près, et même ici à 10 % près)
- au produit (i2o d2o) de l'intensité !2Q de l'effort de compression global exercé par les tendeurs de précontrainte 201 du corps allongé 200 de la poutre inférieure 20 sur le banc de préfabrication 500 par la distance d20 séparant l'interface 300 de l'axe de compression A200 de ces tendeurs de précontrainte 201 .
Une fois la quatrième étape de séchage préalable achevée, on considère que le béton est suffisamment dur pour résister aux contraintes de compression que les tendeurs de précontraintes 101 , 201 sont susceptibles d'exercer sur lui.
On considère en revanche qu'il n'est pas suffisamment dur pour résister aux contraintes de traction qui seraient susceptibles de s'exercer sur lui, du fait de la flexion des poutres. Autrement formulé, si la tension exercée par les vérins sur les tendeurs de précontrainte 101 , 201 était relâchée, les poutres fléchiraient jusqu'à se fissurer.
L'invention propose alors, non pas d'attendre le séchage complet du béton avant de relâcher cette tension, mais plutôt de relâcher cette tension tout en maintenant les corps allongés 100, 20(3 en position non fléchie (en appui contre l'interface 300), le temps du séchage complet du béton. On utilise à cet effet des moyens de fixation provisoire.
Ces moyens de fixation provisoire peuvent se présenter sous différentes formes, ils sont de préférence mis en place dans le banc de préfabrication 500 avant le coulage du béton.
Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 A et 1 B, ces moyens de fixation provisoire comprennent au moins un tenseur 400 qui traverse les deux corps allongés 100, 200 et qui s'y accroche.
il est de préférence prévu au moins deux tenseurs 400 respectivement positionnés à proximité des deux extrémités des poutres 10, 20.
En pratique, il est ici prévu trois tenseurs 400 dont l'un est situé à mi- longueur des poutres 10, 20. Les deux autres tenseurs sont ici positionnés à moins d'un mètre des extrémités des poutres (ici à environ 70 centimètres de ces extrémités).
Ces tenseurs 400 s'étendent orthogonaiement aux fibres moyennes
F100, F200 des poutres 10, 20.
ils sont réalisés ici par des tiges filetés et gainées, qui dépassent de part et d'autre des deux poutres 1 (3, 20 et qui sont équipées à leurs extrémités d'écrous prenant respectivement appui sur la face supérieure de la poutre 10 du haut et sur la face inférieure de la poutre 20 du bas.
En variante, ces tenseurs pourraient se présenter sous d'autres formes (câbles...). Encore variante, on aurait pu employer, à la place des tenseurs, des étriers qui enserreraient les deux corps allongés.
A l'issue de la quatrième étape de séchage préalable, il est alors prévu une cinquième étape de libération des tendeurs de précontrainte 101 , 201 de façon à ce que ces derniers compriment les corps allongés 100, 200 selon les axes de compression A100, A200 par simple adhérence du béton sur eux (on parle de « transfert de la précontrainte »).
On comprend alors que les tendeurs de précontrainte 101 , 201 exercent sur les corps allongés 100, 200 des contraintes de compression longitudinale selon les axes de compression A100, A200.
Parce que ces axes de compression sont situés à distance des fibres neutres F100, F200, les tendeurs de précontrainte 101 , 201 exercent en outre sur les corps allongés 100, 200 des contraintes de flexion dirigées selon des directions opposées, ce qui a tendance à faire fléchir les poutres 10, 20 de la façon qui est illustrée sur la figure 5. Les tenseurs 400 permettent alors d'empêcher (ou au moins de restreindre fortement) cette flexion, ce qui évite que des contraintes de traction n'apparaissent dans le béton et créent des fissures.
Plus précisément, du fait de la répartition des tendeurs de précontrainte
101 , 201 de part et d'autre de l'interface 300, entre les deux fibres moyennes F100, F200, les contraintes de flexion qui s'exercent dans l'une des poutres 10, 20 s'opposent aux contraintes de flexion qui s'exercent dans l'autre des poutres, si bien qu'elles s'annulent.
Pour bien comprendre ce phénomène, on peut s'intéresser aux schémas illustrés sur les figures 6A à 8D.
Sur ces figures, on a représenté la poutre 10 du haut par un simple segment.
On considère par ailleurs le cas idéal où les deux tenseurs 400 situés aux extrémités des poutres 10, 20 permettent de maintenir à eux seuls les deux poutres 10, 20 parfaitement droites (le tenseur central 400 n'a donc aucun influence dans ce cas idéal).
Sur la figure 6A, on a représenté la courbe C1 du moment fléchissant exercé par le tenseur 400 situé le plus à gauche sur la poutre 1 (3 (ce moment fléchissant est le moment qui a tendance à faire pivoter les différentes sections transversales de la poutre 10 les unes par rapport aux autres ; il est relatif aux contraintes de flexion précitées). On observe qu'il est nui à gauche de la poutre 10, qu'il augmente linéairement sur une longueur de 70 centimètres (correspondant à la position du tenseur de gauche), puis qu'il diminue linéairement jusqu'à l'extrémité droite de la poutre.
Sur la figure 6B, on a représenté la courbe C2 du moment fléchissant exercé par le tenseur situé le plus à droite sur la poutre 10. On observe qu'il est nui à droite de ia poutre 10, qu'il augmente linéairement sur une longueur de 70 centimètres, puis qu'il diminue linéairement jusqu'à l'extrémité gauche de la poutre.
Sur la figure 6C, on a représenté une courbe C3 illustrant la somme de ces deux moments fléchissant (C3 = C1 + C2),
Enfin, sur ia figure 6D, on a représenté la courbe C4 du moment fléchissant généré par la tension qu'exercent les tendeurs de précontrainte 101 sur ia poutre 10.
Ce moment fléchissant est sensiblement constant sur ia majeure partie de la poutre 10, et il se réduit progressivement dans des « zones d'extrémité » de la poutre 10 (ce qui est dû au fait que les tendeurs de précontraintes 101 adhèrent progressivement au béton et lui délivrent progressivement des efforts).
On a observé que chaque zone d'extrémité s'étend sur une longueur d'environ 70 centimètres à partir de l'extrémité correspondante de la poutre 10. C'est la raison pour laquelle les tenseurs 400 ont été placés à 70 centimètres environ de ces extrémités. Ainsi, ia courbe C4 correspond à l'inverse de la courbe C3, si bien que les moments fléchissant qui s'exercent sur la poutre 10 s'annulent.
Sur les figures 7A à 7D, on a représenté les poutres 10, 20 par de simples segments, et on a représenté :
- sur la figure 7A, les courbes C10, C1 1 des moments fléchissant exercés par le tenseur situé le plus à gauche sur chacune des deux poutres,
- sur la figure 7B, les courbes C20, C21 des moments fléchissant exercés par le tenseur situé le plus à droite sur chacune des deux poutres,
- sur la figure 7C, les courbes C30, C31 correspondant à la somme des moments fléchissant précités (ce que l'on peut écrire ainsi : C30 = 010 + C20 et C31 = C1 1 + C21 ), et
- sur ia figure 7D, les courbes C40, C41 des moments fléchissant induits par les tendeurs de précontrainte 101 , 201 sur les deux poutres 10, 20.
En résumé, grâce aux tenseurs 40(3, les deux poutres 10, 20 forment un ensemble monolithique dans lequel s'exercent uniquement des contraintes de compression. Ces deux poutres 10, 20 peuvent alors être démoulées ensemble, avec les tenseurs 400, de façon à libérer le banc de préfabrication 500 afin que ce dernier puisse être rapidement réutilisé.
Les deux poutres 10, 20 sont alors placées dans un espace de stockage, de façon à ce que leur séchage puisse se prolonger sur une durée de plusieurs jours (jusqu'à ce que les propriétés mécaniques du béton atteignent des valeurs proches des valeurs nominales pour lesquelles le béton a été conçu).
Enfin, une fois que le béton est considéré suffisamment sec et suffisamment solide, il est prévu une étape de décharge au cours de laquelle on libère les tenseurs 400.
Cette étape a lieu de préférence dans l'espace de stockage ou à proximité (avant le transport des poutres sur le chantier).
Elle consiste ici à dévisser les écrous situés aux extrémités des tiges filetées des tenseurs 400, et à retirer ces tiges filetées de leurs gaines.
Lors de cette étape, les deux poutres 10, 20 se séparent naturellement et fléchissent de la façon illustrée sur la figure 5. Le béton étant suffisamment sec, les contraintes de traction issues de la flexion des poutres ne créent aucune fissure dans le béton.
Pour son transport, la poutre 10 du haut est transportée dans sa position illustrée sur la figure 5, en étant supportée par ses deux extrémités.
Pour son transport, la poutre 20 du bas est tout d'abord retournée avant d'être transportée en étant supportée par ses deux extrémités.
D'autres modes de réalisation du précédé de fabrication des poutres 10, 20 sont envisageables.
Ainsi, dans un second mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 2A (en vue de dessus) et 2B, les deux poutres 10, 20 pourront être fabriquées en position juxtaposée l'une à côté de l'autre, et non pas en position superposée l'une au dessus de l'autre.
Dans ce mode, l'interface 3(30 sera de préférence mise en place avant le coulage du béton, et le béton sera de préférence coulé simultanément dans les deux espaces de moulage.
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 3A et 3B, les deux poutres sont fabriquées sensiblement de la même façon que les poutres 10, 20 illustrées sur les figures 1A et 1 B. Toutefois, dans ce mode, on n'utilise aucun tenseur et aucun étrier pour maintenir les corps 1 10, 210 des deux poutres en appui contre l'interface 310 , le temps du séchage complet du béton.
Au contraire, les corps 1 10, 210 des deux poutres sont maintenus en appui contre l'interface 310 par adhérence au travers de l'interface 310.
Pour cela, l'interface 310 est interrompue et ne sépare pas complètement les espaces de moulage des deux poutres. Elle délimite ainsi au moins un passage 410 entre ces deux espaces de moulage. H délimite ici deux passages 410 situés aux deux extrémités des poutres et qui s'étendent chacun sur par exemple 70 centimètres de longueur.
Lors de l'étape de coulage, du béton se place ainsi dans ces passages 410. Lors de l'étape de séchage préalable, ce béton sèche et forme des moyens de fixation provisoire du corps 1 10 au corps 210.
A l'issue du séchage complet du béton, ces moyens de fixation provisoire sont désactivés en coupant le béton situé dans chaque passage 410 (au moyen par exemple d'une scie diamantée).
Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 4A et 4B, les deux poutres sont fabriquées sensiblement de la même façon que les poutres 10, 20 illustrées sur les figures 1A et 1 B.
Toutefois, dans ce mode, les tendeurs de précontrainte 101 , 201 sont situés, non pas entre les fibres moyennes des corps allongés 120, 220 des deux poutres, mais de part et d'autre de celles-ci.
Par conséquent, lorsque la tension dans les tendeurs de précontrainte est relâchée, ces tendeurs ont tendance à faire fléchir les deux poutres dans des directions opposées, l'une vers l'autre.
il est alors inutile de prévoir, dans ce mode, un tenseur qui passerait au centre des deux poutres.
Dans ce mode, l'interface 320 prévue entre les deux poutres comprend alors deux tasseaux 321 situés à proximité du centre des poutres, de part et d'autre de ce centre. Il comporte en outre une couche 322 de produit retardateur de prise. Ce produit assure, lorsque la tension est relâchée et que les deux poutres fléchissent très légèrement (du fait de l'élasticité de tenseurs 40(3), une bonne séparation des deux corps 120, 220.
Dans un cinquième mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 8A, 8B et 8C, les deux poutres sont fabriquées sensiblement de la même façon que les poutres 10, 20 illustrées sur les figures 1Â et 1 B.
Toutefois, dans ce mode, chacun des tendeurs de précontrainte 101 , 201 s'étend, non pas de façon rectiiigne, mais en ligne brisée (en une succession de segments inclinés les uns par rapport aux autres).
Plus précisément, les tendeurs de précontrainte 101 , 201 sont disposés de façon à s'étendre :
- de manière rectiiigne et parallèlement à l'interface 330 sur leurs parties centrales,
- de manière rectiiigne et inclinée par rapport à l'interface 330 sur leurs extrémités.
On utilise pour cela deux déviateurs 600 qui sont par exemple situés à plus de 2 mètres l'une de l'autre, et qui entourent chacun les tendeurs de précontrainte 101 , 201 de façon à les maintenir parallèles à l'interface 330 sur leurs parties centrales, entre les deux fibres moyennes.
Ces déviateurs 600 peuvent par exemple être formés par des anneaux métalliques.
Les extrémités des tendeurs de précontrainte 101 de la poutre du haut sont en revanche situées à proximité de la face supérieure de cette poutre, tandis que les extrémités des tendeurs de précontrainte 201 de la poutre du bas sont situées à proximité de la face inférieure de cette poutre.
Les tendeurs de précontrainte 101 et les tendeurs de précontrainte 201 s'étendent ainsi de façon symétrique par rapport à l'interface 330.
Grâce à ces déviateurs 600, les efforts tranchant exercés par les tendeurs de précontrainte 101 , 201 aux extrémités des poutres se trouvent très réduits. Ainsi, lorsqu'elles fléchissent, les poutres présentent des formes de chapeau de gendarme.
Dans ce mode de réalisation, un seul tenseur 400 situé à mi longueur des poutres suffit à maintenir les deux poutres en appui contre l'interface 330.

Claims

REVENDICATIONS
1 , Procédé de fabrication d'éléments de structure (10, 20), comportant :
- une étape de mise en tension d'au moins un premier tendeur de précontrainte (101 ) et d'au moins un second tendeur de précontrainte (201 ) dans un banc de préfabrication (5(30),
- une étape de positionnement d'une interface (300, 310, 320) dans le banc de préfabrication (500) de telle façon qu'elle délimite, complètement ou partiellement, des premier et second espaces de moulage dans lesquels sont respectivement situés chaque premier tendeur de précontrainte (101 ) et chaque second tendeur de précontrainte (201 ),
une étape de coulage, dans les premier et second espaces de moulage, d'un matériau à l'état fluide,
- une étape de séchage préalable dudit matériau qui, en durcissant, forme des premier et second corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) qui sont respectivement situés dans les premier et second espaces de moulage et qui présentent respectivement des première et seconde fibres moyennes (F100, F200), et
- les deux corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) étant maintenus en appui contre ladite interface (300, 310, 320) par des moyens de fixation provisoire, une étape de libération des premier et second tendeurs de précontrainte (101 , 201 ) de façon à ce qu'ils exercent :
des contraintes de compression longitudinale sur les premier et second corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220), respectivement selon des premier et second axes de compression (A100, A200), distincts des première et seconde fibres moyennes (FI 00, F200), et
des contraintes de flexion sur les premier et second corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) selon des directions opposées.
2. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel les premier et second tendeurs de précontrainte (101 , 201 ) sont positionnés par rapport aux deux corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) de telle manière que les premier et second axes de compression (A100, A200) s'étendent parailèiemenf aux première et seconde fibres moyennes (FI 00, F200) et à ladite interface (300, 310, 320).
3. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel les premier et second tendeurs de précontrainte (101 , 201 ) sont positionnés par rapport aux deux corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) de telle manière que les premier et second axes de compression (A100, A200) s'étendent dans un même plan que les première et seconde fibres moyennes (F100, F200), préférentiellement entre les première et seconde fibres moyennes (F100, F200).
4. Procédé de fabrication selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel les premier et second tendeurs de précontrainte sont positionnés et tendus dans le banc de préfabrication de façon à ce que, avant l'étape de libération :
- le produit de l'intensité de l'effort global exercé par ledit au moins un premier tendeur de précontrainte (101 ) sur le banc de préfabrication par la distance séparant ladite interface (300, 310, 320) du premier axe de compression (A100), et
- le produit de l'intensité de l'effort global exercé par ledit au moins un second tendeur de précontrainte (201 ) sur le banc de préfabrication par la distance séparant ladite interface (300, 310, 320) du second axe de compression (A200),
sont sensiblement égaux, à 50% près, et de préférence à 10 % près.
5, Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de positionnement et l'étape de coulage sont réalisées de façon concomitante, ladite interface étant positionnée lorsque le premier espace de moulage est rempli par ledit matériau et que le second espace de moulage est encore vide.
6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, à l'étape de mise en tension, on utilise des déviateurs (800) pour forcer chacun desdits tendeurs de précontrainte (101 , 201 ) à s'étendre selon une ligne brisée.
7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de fixation provisoire comprennent des étriers qui enserrent les deux corps allongés (100, 120, 200, 220) et/ou des tenseurs (400) qui traversent une partie au moins des deux corps allongés (10(3, 120, 200, 220) et qui s'y accrochent.
8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, à l'étape de positionnement, ladite interface (310) est positionnée de façon à délimiter partiellement les premier et second espaces de moulage en ménageant au moins un passage (410) entre les premier et second espaces de moulage, et, à l'étape de séchage préalable, le matériau situé dans chaque passage (410) forme une partie au moins des moyens de fixation provisoire.
9. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il est prévu, après l'étape de libération, une étape de démoulage simultané des éléments de structure (10, 20) et de ladite interface (300 , 310, 320) hors du banc de préfabrication, puis une étape de séchage supplémentaire des éléments de structure (10, 20) dans un lieu de stockage distant du banc de préfabrication (500).
10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel, après l'étape de séchage supplémentaire, il est prévu une étape de décharge au cours de laquelle les moyens de fixation provisoire sont désactivés.
1 1 . Procédé de fabrication selon les revendications 7 et 10, dans lequel les moyens de fixation provisoire sont désactivés en retirant les étriers et/ou en libérant les tenseurs (40(3) des corps allongés (100, 120, 200, 220).
12. Procédé de fabrication selon les revendications 8 et 10, dans lequel les moyens de fixation provisoire sont désactivés en brisant le matériau situé dans chaque passage (410).
13. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite interface (300, 310, 320) comporte une paroi plane et/ou une couche de matériau flexible et/ou une couche de produit retardateur ou inhibiteur de prise, adaptée à freiner ou empêcher le durcissement du matériau.
14. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel, au cours de l'étape de séchage préalable, les deux corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) sont maintenus l'un au-dessus de l'autre.
15. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 1 3, dans lequel, au cours de l'étape de séchage préalable, les deux corps allongés (100, 1 10, 120, 200, 210, 220) sont maintenus l'un à côté de l'autre.
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