2015_cintre_metallique

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TECHNI.CH F:\PONT SUR LA TRAVERSIRE - SION OUEST\RAPPORT TECHNIQUE TRAVERSIRE.DOCX

Rapport technique / Domaine du gnie-civil

Contenu : Ralisation dun cintre mtallique

Lieu : Sion / A9 Rdaction : Alexandre Crettaz / tudiant ETC 3 / 3961 St-Jean

Jrmie Zufferey / tudiant ETC 3 / 3965 Chippis

Date : Janvier 2015

Ralisation dun cintre mtallique sur le pont de la Traversire.

Introduction

Durant ces dernires annes, le trafic journalier la sortie Ouest de Sion a fortement augment. Fort de ce

constat, les autorits cantonales ainsi que loffice fdral des routes (OFROU) ont dcid dlargir la route dite

de la Traversire ainsi que le tablier du pont qui enjambe les voies de lautoroute A9, passant de 3 4 voies

de circulation.

Il dcoule de ce projet, deux contraintes gnrales lies lemplacement de ce pont.

- Un plafond arien fix 30m au-dessus de la route grand dbit cause de la proximit de laroport de

Sion.

- La garantie dun espace libre permanent de 4.50m de haut. (La hauteur du pont tant de 4.64m au-dessous

de lintrados.)

Vu le faible espace restant pour le coffrage au-dessous du pont (14 cm), il tait impossible de recourir une

mthode de coffrage standard. La soumission proposait la mise en place dun cintre mtallique dans le but de

soutenir le coffrage du tablier pour l'largissement des voies de circulation pour le haut.

Schma des contraintes donnes.

Plafond arien

Gabarit d'espace libre H : 4.50m


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Proposition du cintre prvu en soumission

Le matre douvrage a donn aux entreprises un projet se constituant de deux cintres. Le premier, servant de

support pour le coffrage des sur-largeurs. (Sur le schma ci-dessous, poutre treillis "CORAY"). Le second,

permettant le soulvement et labaissement de la partie nouvelle du tablier. (Voir HEM 1000 ci-dessous.)

Pour lentrepreneur, cette solution apportait bien des dsavantages.

Construction de deux cintres dans un espacement trs confin.

Plusieurs dformations du cintre, augmentant donc les difficults dalignement dans les 3 axes.

Attente prolonge avant labaissement de la nouvelle construction, dcoulant du dcoffrage de

llment aprs 28 jours du fait que la soumission proposait une construction en 2 parties.

Difficult de dcoffrage au vu du peu de soulvement du tablier par le cintre. (10 cm)

Aprs analyse, lentreprise rflchit une nouvelle variante de cintre afin de raliser louvrage dans de

meilleures conditions et en matrisant les contraintes lies la complexit de louvrage. Tout en sassurant de

pouvoir garantir les dlais impartis.

Schma de poutre treillis "CORAY"

Schma du HEM 1000

Poutre "CORAY"

Profil HEM 1000


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Variante de lentreprise

Lingnieur de lentreprise en charge du dossier ainsi que du suivi de chantier proposa de modifier la mthode

dtayement de louvrage. En soumettant de ne raliser quun seul cintre, soutenu par 3 piles et 6 vrins

hydrauliques. Il sassura des avantages suivant :

Une seule construction pour le moulage de la sur-largeur ainsi que pour labaissement

Un temps de dcoffrage ramen 7 jours.

Dcoffrage facilit. (systme de suspente en tige dywidag )

Une seule dformation du cintre, lors du btonnage.

Comme chaque avantage amne quelques points faibles, cette solution engendre des prescriptions

supplmentaires:

Implantation trs prcise des fondations, pour assurer lassemblage poutre/bquille.

Soudures prcises des chapes de levage. (lment de fixations entre la poutre principale et les vrins).

Modlisation 3D du cintre mtallique

Description technique de la variante

Ce systme relativement complexe peut se dcomposer en plusieurs parties.

Trois portiques se chargent denjamber le pont pour reprendre les charges dues louvrage et de les

transmettre dans les fondations construites expressment. Sur chacun de ces portiques, sont disposs deux

vrins hydrauliques servant au dplacement vertical de la poutre principale. La liaison entre cette poutre et les

cbles des vrins est assure par les chapes de levage soude au pralable en atelier sur llment mtallique.

Le moule du tablier construire est port par le haut, assurant ainsi une paisseur minimale sous le bton. Afin

de relier le moule la poutre principale, un systme de suspentes en tige filete a t mis en place. Aprs le

dcoffrage de la sur-largeur en bton, lensemble de cet lment sera abaiss jusquau niveau du tablier

existant. Un joint de clavage sera ralis par la suite pour lier l'ancien ouvrage aux nouvelles voies. Pour

assurer une scurit maximale, autant dun point de vue des travailleurs que des automobilistes et pour faciliter

l'excution des travaux, un platelage en bois a t construit.


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Lexique technique

Une chape de levage est une pice mtallique de forme trapzodale, qui est soude sur sa grande base la

poutre principale. Les soudures ont t ralises en atelier et radiographies afin de sassurer de leur bonne

faon. laxe de cette pice, les serruriers ont perc un orifice dun diamtre de 91mm. Celui-ci tant le point

dancrage des clavettes servant relier la poutre au crochet du vrin dans le style dune gueule de vache .

Afin de pouvoir btonner les joints de clavage en respectant la contrainte du gabarit despace libre, lentreprise

les a raliss en gardant le mme systme dtayement par le haut. Cette fois, une simple poutrelle H20 fait

office de portique. Le coffrage est tenu plaqu contre le bton par des tiges dywidag.

Les suspentes dywidag servent la liaison entre la poutre principale et llment btonner. Elle se constitue

en 2 lments. La premire partie supporte le coffrage lors de la construction. Puis lorsque le bton est sec, on

peut enlever la fraction du bas afin de pouvoir dcoffrer. Entre les deux parties, une plaque mtallique est

noye dans le bton pour pouvoir maintenir llment bton et plus tard labaisser. On emballera les tiges

disolation pour pouvoir sortir les tiges la fin de lutilisation.

Schma de principe de construction et abaissement des sur-largeurs des chausses,

Chape de levage, Platelage de travail

Tiges dywiday

Joint de clavage


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Liste des lments mtalliques principaux du cintre

Cette liste non exhaustive nous permet de nous rendre compte de l'importance de ce projet. Il est ais de

comprendre que pour le montage d'une telle structure, il faut une conduite de travaux extrmement prcise et

organise. Le besoin en inventaire et main d'uvre ne laisse pas de place l'approximation.

Profil Type d'acier

Nombre Longueur Poids total Dnomination

(pce) (mm) (kg)

Portique NORD

HEB 500 S355 2 12'000 4'480 Elment vertical Ouest

HEA 260 S355 2 4'465 609 Elment vertical Est

HEB 1000 S355 2 8'600 2'699 Elment horizontal

HEB 340 S355 4 1'550 415 Palonniers

HEB 180 S355 2 7'000 717 Contreventements

Portique SUD


HEA 260 S355 2 5'420 739 Elment vertical Est



HEB 180 S355 2 7'500 768 Contreventements

Portique Central


HEA 300 S355 2 6'730 1'575 Elment vertical Est



HEA 240 S355 2 8'172 986 Contreventements

Poutre principale


Poutre principale


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Montage du cintre Conduite des travaux

Dans le cadre de la procdure de montage de ce cintre, il faut raliser les travaux en deux tapes de montage

et deux tapes de dmontage afin de pouvoir construire les deux sur-largeurs Est et Ouest de ce pont.

Nous allons dcrire les diffrents travaux raliss par tapes en mentionnant linventaire et le personnel

ncessaire au bon droulement des phases pour un seul montage tant donn que la mthode reste la mme

pour les deux cts. Une attention toute particulire est accorde la scurit durant lensemble des phases vu

lemplacement de ce chantier.

Avant toutes ralisations sur le chantier, un norme travail dassemblages, percements et de tests ont t

ncessaires en atelier.

Scurit durant les phases de montage :

- Port des quipements de protection individuelle en tout temps.

- Protection latrale le long du pont existant en tout temps. (hauteur de chute >2m)

- Port du harnais de scurit lors de tous travaux en hauteur sans protections latrales

- Attacher les Spansets de contreventement avant le levage de llment.

- Maintien des lments par des cordages lors du levage et du positionnement

- Dcrochage des lingues uniquement depuis la nacelle.

- Contrle de la hauteur des lingues sous crochet de la grue avant le levage des pices.

- Eclairage totale de la zone lors des travaux nocturnes

- La signalisation routire et autoroutire devra tre contrle avant chaque dplacement de machine.


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Phase 1 - Les piles

Description :

- Btonnage des murs de la berme centrale (Soutien des bquilles latrales)

- Btonnage des socles au Nord et au Sud. (Fondations des portiques Nord + Sud)

- Livraison des pices assembles au dpt par camion et remorque surbaisse la place dinstallation

de chantier. Attention l'ordre de livraison et fourniture de pices d'assemblage en suffisance.

- Mise en place des pices par la grue tour du chantier pour les tours centrales et nord. Pour les tours

Sud-Est et Sud-Ouest avec une autogrue stationne hors de lautoroute.

- Fixation des diffrentes tours au moyen de tiges filetes, dtais tire-pousse et de spanset

- Dcrochage des diffrentes attaches de la grue pour la mise en place des lments avec une nacelle

Moyens :

- Une grue tour de chantier (mise en place)

- Deux nacelles (dcrochage des attaches)

- Une autogrue (mise en place)

- Inventaire de rechange (nacelle, autogrue) en cas de panne.

Personnel :

- 1 contremaitre (supervision, coordination)

- 9 ouvriers

Fermeture provisoire :

Remarque : Voie positive : Martigny - Sierre

Voie ngative : Sierre - Martigny

- Fermeture provisoire de la voie positive de lautoroute (Travaux sur la partie centrale, et stationnement

de l'autogrue).

Schma 3D de la phase 1


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Phase 2 Portiques Nord et Sud, platelage

Description :

- Livraison des pices assembles au dpt par camion avec une remorque surbaisse et les haubans

- Mise en place du portique Nord avec la grue tour de chantier et le portique sud avec une autogrue

depuis la place dinstallation.

- Fixation des portiques avec des boulons (2*8 M20) avec laide de la nacelle.

- Dcrochage des attaches de la grue tour et de lautogrue avec la nacelle

- Mise en place des profils de bord de cintre avec la grue tour. (cts Nord)

- Mise en place des profils de bord de cintre avec une autogrue positionne sur la chausse ngative.

(Sierre-Martigny)

- Fixation des profils de bord avec la nacelle. (Dans une premire phase le premier profil reste accroch

la grue jusqu la pose du deuxime profil. Une fois cette opration termine les deux profils sont

dtachs avec laide de la nacelle.)

- Fixation et dtachement des haubans grce la nacelle.

- Mise en place de poutrelles DOKA H20, L=10m avec la grue tour et la nacelle ciseau

- Mise en place du platelage de protection (plateaux 250mm*50mm*5m) avec la grue tour et la

nacelle ciseau y compris fixation et barrires de protection latrales.

Moyens :

- Une grue tour de chantier. (mise en place des lments et des haubans)

- Deux nacelles, (Fixation des pices et des haubans)

- Une nacelle ciseau (mise en place et fixation du platelage)

- Une autogrue

- Inventaire de rechange (nacelle, autogrue)

Personnel :

- 2 contremaitres (supervision, coordination)

- 9 ouvriers


- 2 fermetures provisoires de la voie ngative de lautoroute. (Travaux des profils de bord au Nord)

- 2 fermetures provisoires de la voie ngative de lautoroute. (Travaux de platelage et haubanages)

- 2 fermetures provisoires de la voie positive de lautoroute. (Travaux des profils de bord au Nord)

- 2 fermetures provisoires de la voie positive de lautoroute. (Travaux de platelage et haubanages)



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Phase 3 Contreventement et poutre principale

Description :

- Dchargement sur le platelage de la partie centrale de la poutre principale avant le montage du

portique central.

- Calage sous la poutre principale pour rpartition des charges

- Mise en place du portique central avec autogrue sur chausse ngative

- Fixation du portique au moyen des boulons avec la nacelle

- Mise en place contreventements centraux

- Fixation des haubans

- Mise en place de la poutre principale ct Nord et Sud laide dune autogrue

Moyens :

- Une grue tour de chantier (mise en place des lments et des haubans)

- Une nacelle (Fixation des pices et des haubans)

- Une autogrue


Personnel :


- 8 ouvriers

- 3 serruriers


- 5 fermetures provisoires de la voie positive de lautoroute. (Travaux de pose de la poutre principale,

contreventement et haubanage)



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Phase 4 Vrins hydrauliques et tests

Description :

- Mise en place de 6 vrins sur les portiques avec la grue tour, y compris positionnement et soudage

- Mise en place de trois chelles crinoline

- Levage de la poutre principale en une fois laide de 2 autogrues

- Mise en place des clavettes dans les chapes de levage

- Mise en tension des vrins

- Dcrochage des attaches de la grue tour et de lautogrue avec la nacelle

- Lestage de la poutre principale (Charge en 2 points par 20 to de contrepoids pour verrouiller les

boulons laide des deux autogrues).

Moyens :

- Une grue tour de chantier (mise en place des lments)

- Deux nacelles (Fixation des pices et des haubans)

- Deux autogrues


Personnel :


- 8 ouvriers

- 3 serruriers


- 1 fermeture provisoire des voies positive et ngative de lautoroute. (Travaux de pose de la poutre

principale)



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Conclusion

Lors des diffrentes visites sur le chantier, nous avons pu constater la complexit d'une telle variante. La mise

disposition du conducteur de travaux, au bnfice d'un diplme d'ingnieur en gnie civil nous a tout de suite

paru indispensable la bonne russite de cet ouvrage. En effet, il aura fallu prs de 250 heures au surveillant

de chantier pour raliser les calculs, ainsi que 500 heures pour la cration des plans.

Trois serruriers ont t ncessaires pendant plus de quatre mois en atelier pour confectionner tous les

assemblages et autres percements. Ces contraintes ne sont pas donnes toutes les entreprises du domaine

de la construction. L' avantage supplmentaire est la gestion totale du cintre. Conception, ralisation, montage

et dmontage sont rests au sein de l'entreprise. Aucun tiers n'a t sollicit durant l'ensemble de la

construction du cintre, ce qui lui ajoute une plus-value non ngligeable.

La construction dun tel lment doit tre un vritable plus pour le chantier et doit amener de rels avantages,

tant dun point de vue organisationnel, de gains de temps, mais aussi et surtout financiers. Mais la russite ou

non dune telle variante peut notre avis se distinguer dans la capacit de rutilisation de ce cintre Il serait

donc contreproductif de ne pas sintresser ds le dbut de la rflexion cet aspect trs importante.

Remerciements

Nous tenons remercier les personnes et entreprises suivantes qui par leurs diverses contributions nous ont

permis de raliser ce document dinformation :

Lentreprise PraderLosinger Sion

M. Rmy Btrisey Responsable du dpartement Gnie Civil

M. Fabien Schwery Ingnieur Gnie Civil et responsable du chantier

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