Tablier et Passerelle Express BFUP 2013 Tablier et Passerelle Express BFUP 2013 Tablier et Passerelle Express BFUP 2013

le Tablier X'Press

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I . Description générale

• Le Tablier X'Press est une technique globale de réalisation de petitsouvrages de franchissement routier de moins de 12 m de portée.

• Dans la logique de la Construction Accélérée de Ponts, elle combine :

- les plans et notes de calcul préalables à la construction

- la préfabrication totale des différents composants de l’ouvrage

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• Le Tablier X’Press comprend des fondations préfabriquées, des culées préfabriquées, un tablier préfabriqué, des trottoirs préfabriqués et des garde-corps préfabriqués.

Poutres creuses préfabriquées en BFUP

Coffrages horizontaux et verticaux préfabriqués en BFUP

Culée et entretoise préfabriquées en BFUP

Micropieu préfabriqué en BFUP

II. Conception et domaine d’emploi

Les données d’un projet type de Tablier X'Press sont :

• Un franchissement de portée inférieure ou égale à 12 m .

• Un profil transversal qui assure une circulation de véhicules sur une oudeux voies allant jusqu’à 10 m de large, associée à une circulationpiétonne sur deux trottoirs de 1,00 m de largeur, de part et d’autre de lavoirie.

• Un biais de 70 grades à 100 grades.

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II.1 Description de la structure

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• L’ouvrage prend appui sur des pieux en BFUP.

• On dispose sur les pieux une culée préfabriquée en BFUP.

La liaison des pieux à la culée est articulée.

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• La culée préfabriquée comporte des indentations dans lesquelles on vientdisposer des poutres creuses préfabriquées

11Poutre creuse en BFUP précontraint livrée avec son armature

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• On dispose un coffrage perdu préfabriqué en BFUP entre les poutrescreuses.

• On bétonne le tablier en 2 phases.

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• En option, la couche de roulement peut être fournie en BFUP.

• La structure obtenue est un tablier isostatique composé d’une dallenervurée en béton armé.

• La culée préfabriquée relie les nervures entre elles, assurant ainsi unrôle de raidissage transversal au niveau des appuis.

• Dans un premier temps, on se limite à une travée isostatique, ledéveloppement multitravées est programmé pour l’année prochaine.

• La hauteur totale du tablier est de 66 cm, 50 cm de poutre et 16 cmde hourdis.

• Le nombre de nervures varie de 6 à 12 unités en fonction de laportée et de la largeur du tablier.

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II.2 Règlements et justifications

Les justifications des pieux, des culées, de la dalle et des nervures sonteffectuées suivant les règlements suivants :

• Charges roulantes suivant NF EN 1991-2 et son annexe nationale.

• Vérification des sections béton armé suivant NF EN 1992-2 et sonannexe nationale.

• Des superstructures « classiques » sont prises en compte dans lesjustifications (étanchéité, couche de roulement, garde-corps etc…).

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• L’ouvrage est considéré en classe de trafic 2 suivant la NF EN 1991-2et son AN.

• Les charges LM1, LM2 et charges piétonnes concomitantes lui sontappliquées.

• La fissuration est limitée à 0,3 mm pour les éléments en béton armé età 0,2 mm pour les éléments en BFUP.

• En phase de chantier, les éléments en BFUP sont justifiés sous lescharges de construction définies dans la NF EN 1991-1-6 et suivant lesNormes NF P 18-470 et 18-451 pour le BFUP.

• Leur dimensionnement est validé par des essais de type initiaux telsque prévus par les NF EN 15050 et NF EN 13369.

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II.3 Matériaux

BFUP : Béton Fibré Ultra Performant, matériau Normalisé développé parl’Ingénierie française pour l’Industrie nucléaire. Matrice cimentaire jusqu’à 900kg/m3, très forte compacité granulaire et plus de 100 kg/m3 de fibre métalliqueà haute limite élastique.

a) Micropieux, culées, poutres creuses, coffrages perdus,trottoirs et garde-corps en BFUP :

Le matériau utilisé est le BFUP MATIERE de caractéristiques :

• fck > 130 Mpa.

• Fctm = -8 Mpa.

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En option, la couche de roulement de la chaussée peut être réalisée enBFUP MATIERE : fck > 130 Mpa

Les poutres creuses sont précontraintes par prétension avec 4 torons T13– 1860 TBR. Un traitement thermique est appliqué à ces éléments.

b) Hourdis et nervures en béton armé :

Le béton de remplissage sur chantier des entretoises vides et des poutrescreuses est un C30/37.

Les aciers passifs sont du type B500B.

II.4 Synthèse de la conception

• Le Tablier X'Press est en fait une dalle nervurée en béton armé, ce quiest une méthode de conception simple et très répandue.

• La poutre creuse en BFUP précontraint remplit d’abord le rôle d’uncoffrage, puis d’un étaiement en phase de chantier, et enfin un rôle deprotection de la structure en phase définitive.

• En l’état actuel des essais, et bien qu’il soit important, l’apport structurelde la poutre creuse en BFUP est négligé dans les calculs, tant pour letranchant que pour la flexion longitudinale.

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III. Revue des éléments constituants

III.1 Le pieu en BFUP

III.2 La culée préfabriquée en BFUP

III.3 La poutre creuse préfabriquée en BFUP précontraint

III.4 Le coffrage perdu préfabriqué en BFUP

III.5 Les trottoirs préfabriqués en BFUP

III.6 La couche de roulement en BFUP

III.7 Les garde-corps préfabriqués en BFUP

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IIIIIIII.1 Le pieu en BFUP

Ø 180 mmLongueur 2,40 mPoids 75 kg

Mise en œuvre par battageLiaison par collerette métal

Possibilité de pieu enrobéPossibilité de pieu claqué

Hauteur finale recépableà la disqueuse sur chantier

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• Le premier pieu reçoit au choix 2 types de tête :

- classique à pointe pour sols résistants

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- en surlargeur et percée pour enrobage extérieur de bentonite

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• Liaison par colerette métallique entre éléments

• Mise en œuvre par battage

• Le pieu est creux, on peut y introduire une armature et y couler du béton

• Une version dotée de 4 trous cardinaux tous les 600 mm permet laréalisation de pieux injectés

• Le pieu est recépé par découpe à la disqueuse

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FoFondations superficielles

• Lorsque le sol ne nécessite pas de recourir à des fondations profondes

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• Ou bien lorsque l’ouvrage nécessite un tirant d’air important

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III.2 La culée préfabriquée en BFUP

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• La culée remplit également la fonction d’entretoise des poutres.

• Elle est donc à la fois le coffrage des deux entretoises et l’appui despoutres creuses en BFUP précontraint.

• Elle est constituée de quatre parois en BFUP, liaisonnées entre-elles parvissage et colle structurelle.

• La face inférieure est dégagée pour la liaison avec les pieux

• La face coté brèche est indentée à la dimension des poutres creuses.

• Les deux culées vides sont livrées sur le chantier avec leur ferraillagepassif.

• Elles sont bétonnées en deux phases sur le chantier.

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III.3 La poutre creuse préfabriquée en BFUP précontraint

• La poutre creuse a une largeur de 25 cm et une hauteur de 50 cm.

• Elle est en BFUP précontraint.

• Elle permet de mouler chaque nervure de la dalle.

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• Les deux poutres de rive sont rehaussées, sur l’aile extérieure, de lahauteur du hourdis, soit 16 cm.

• Elles sont livrées sur chantier avec le ferraillage passif des poutresbéton armé.

• Elles sont bétonnées sur chantier en 2 phases; hauteur de la poutrepuis hauteur de la dalle .

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III.4 Le coffrage perdu préfabriqué en BFUP

• Le coffrage perdu est une plaque en BFUP qui sert au coffrage de ladalle du Tablier X'Press .

• Il est en forme de π et prend appui sur les ailes des poutres creuses.

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III.5 Les trottoirs préfabriqués en BFUP

• Les chasse-roues préfabriqués sont posés et réglés sur le béton duhourdis.

• Ils sont encastrés dans le béton du hourdis par un ferraillage qui assureleur continuité longitudinale.

Aucun entretienSécurité des piétons

Vue côté voie de circulation

Vue côté voie piétonne

Poids BFUP : 61.3 kg

Longueur : 1.50 m

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III.6 La couche de roulement en BFUP

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• La couche de roulement en BFUP peut être mise en œuvre le lendemaindu bétonnage du tablier.

• Le BFUP de la couche de roulement est livré sous forme de Premix ensac.

• Il est introduit en malaxeur de chantier avec l’eau et les adjuvantsliquides.

• En fin de malaxage, on obtient un BFUP auto-plaçant qui est dressé à larègle directement sur le béton du hourdis.

• Cette technique supprime la réalisation d’une étanchéité et la confectiond’une couche de roulement bitumée.

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III.7 Les garde-corps préfabriqués en BFUP

Fixation par cheville dans le hourdis

Pourcentage de

vide à confirmer

Poids total : 77.0 kg

Longueur : 3.00 m

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IV. La méthode de construction

1. Battage des pieux.

2. Pose des culées vides avec leur ferraillage sur les pieux.

3. Pose des poutres creuses en BFUP avec leur ferraillage.

4. Pose des coffrages perdus horizontaux du hourdis entre les poutrescreuses.

5. Coulage du béton de première phase jusqu’à hauteur des poutrescreuses.

6. Ferraillage de la dalle.

7. Coulage du béton de deuxième phase, de la dalle et du reste de lahauteur de l’entretoise.

8. Pose et réglage des chasse-roues préfabriqués en BFUP.

9. Mise en œuvre sur le chantier du Premix en BFUP de la couche deroulement sans étanchéité.

10.Pose des garde-corps en BFUP.

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V. Le planning de construction

Cumul

• Phase 1 : 1 jour de chaque côté de la brèche 2 jours

• Phases 2 et 3 : 1 jour 3 jours

• Phases 4 , 5 et 6 : 1 jour + 14 jours de maturation 18 jours

• Phases 7 et 8 : 1 jour 19 jours

• Phase 9 : 1 jour 20 jours

• Phase 10 : 1 jour par rive 22 jours

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VI. Avantages

VI.1 Pour les Maîtres d’Oeuvre

• Le Tablier X'Press est une formule complète avec les études, lapréfabrication et une grande simplification du chantier

• Le Tablier X’Press réduit les coûts de Maîtrise d’Œuvre de Conceptionet d’Exécution et les délais de réalisation

• Le Tablier X’Press comprime les délais globaux de réalisation

• Les calculs en BA qui servent à sa justification sont simples etrépandus donc accessibles au plus grand nombre de bureaux d’étude.

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VI.2 Pour les Entreprises

• Facilité de la manutention des éléments principaux de la structure, grâceau poids réduit des éléments en BFUP :

• Le pieu de 2,40 m pèse 70 kg.

• La poutre creuse pèse 69 kg/ml et la cage d’armature 31 kg/ml, le poidstotal est donc de 100 kg/ml soit 1200 kg pour une portée de 12 m.

• Elle est manutentionné avec un engin courant de type Mécalac.

• Les coffrages perdus entre poutres sont manuportables.

• Suppression des phases chronophages de coffrage et décoffrage.

• Les armatures des poutres et des culées sont prêtes à l’emploi et livréesdans les poutres creuses et les entretoises vides.

• Les pieux, les entretoises vides, les poutres creuses, les coffragesperdus, les armatures, les garde-corps et le Premix de la couche deroulement et d’étanchéité sont livrés sur le chantier en même temps.

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VI.3 Pour les Maîtres d’Ouvrage

• L’ensemble des pièces du Tablier X'Press qui se trouvent au contactde l’environnement sont protégées par une « peau » en BFUP dontl’épaisseur varie de 15 à 40 mm.

• Les pièces métalliques de la structure ne sont pas exposées.

• Il n’ y a pas de garde corps métallique à entretenir.

• Cette protection réduit les besoins d’entretien à leur plus simpleexpression et majore la durabilité de l’ouvrage.

• Les besoins d’entretien de la chaussée en BFUP sont trois fois moinsimportants que ceux d’une couche de roulement traditionnelle.

• Il n’y a pas d’entretien d’appui élastomère.

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VI.4 A l’export

• Le Tablier X'Press a été étudié pour que tous les éléments constitutifssoient conditionnables en container de 40 pieds.

• Le colisage ainsi obtenu permet d’accéder au transport routier normal etsurtout au transport maritime.

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VII. Conclusion• Basé sur une conception à la fois simple et innovante, le Tablier

X'Press est une formule de construction rapide et efficace.

• Il minimise les moyens techniques, y compris pour les études et lesbesoins de mise en œuvre sur le chantier :

- pas de calculs complexes

- suppression des délais d’attente des études

- pas de transport exceptionnel

- des capacités de manutention très faibles

- pas de précontrainte sur le chantier

- plus d’étaiement

- plus de coffrage sur le chantier

- plus de ferraillage sur le chantier

• La sophistication du matériau BFUP associé à la précontrainte majorenettement la durabilité des ouvrages réalisés.

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