Job Report machine à coffrage glissant. Support rigide pour la ligne de l ICE Berlin-Magdebourg: «Gross Behnitz»

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1 Job Report machine à coffrage glissant Support rigide pour la ligne de l ICE Berlin-Magdebourg: «Gross Behnitz»

2 Wirtgen machine à coffrage glissant: Support rigide pour la ligne de l ICE Berlin-Magdebourg: «Gross Behnitz» Association momentanée «Gross Behnitz» Strabag/Leonhard Weiss Crailsheim Dipl.-Ing. Andreas Moser Données techniques de la tranche «Gross Behnitz» : Longueur de la double voie : dont : ligne droite, total 17 km 14 km La tranche de travaux représente un marché d une valeur totale de 47,2 millions de DM. Etant fournis par la Deutsche Bahn AG, les rails n'ont pas été pris en compte dans cette somme. 2 virages d env. 1 km chacun, pour voies surélevées de 145 mm 1 virage pour voies surélevées de 30 mm; longueur 2 km 1 km Le marché correspondant à la tranche de travaux «Gross Behnitz» a été adjugé à l association momentanée Strabag/Leonhard Weiss par la Deutsche Bahn AG en juillet La date fixée pour l exécution du tronçon complet était le 15 février Les travaux à effectuer sont les suivants : Pose d une couche de base en béton maigre pervibré, sur une longueur de 34 km et une largeur de 3,80 m. Pose d une auge en béton armé continu du type RHEDA, sur une longueur de 34 km et une largeur de 3,20 m. Mise en place des traverses dans l auge en béton RHEDA, et fixation des rails et/ou ajustement de la hauteur et de la direction des rails avec une précision maximale. Remplissage du compartiment des traverses à l intérieur de l auge RHEDA avec du béton, afin de fixer les rails et les traverses dans leur position définitive. Le planning suivant a été défini en conséquence : Pose de la couche de base: de la mi-août 1997 à fin septembre Réalisation de l auge RHEDA: du début octobre 1997 à la troisième semaine de novembre L association momentanée a pris la décision d utiliser des machines à coffrages glissants, non seulement pour la mise en œuvre de l auge RHEDA en béton riche, mais aussi pour la mise en œuvre de la couche de base en béton maigre pervibré. Les délais brefs impartis pour l exécution des travaux ont obligé l association momentanée à rechercher des méthodes de construction rationnelles permettant de réaliser la couche de base et l auge RHEDA dans les délais déterminés.

3 Du fait de la date tardive de l adjudication par la Deutsche Bahn AG, les machines et équipements spéciaux nécessaires au chantier n ont pu être commandés que durant la deuxième semaine de juillet 97, imposant ainsi l acceptation et le respect de délais de livraison très courts pour la fourniture des équipements. Les membres de l association momentanée, Strabag et Leonhard Weiss, ont pu chacun mettre une machine à coffrages glissants provenant de leur propre flotte à la disposition du chantier (une SP 850 pour Strabag et une SP 500 pour Leonhard Weiss). Pour la construction de l auge RHEDA, une troisième machine à coffrages glissants SP 500 a été louée, comme engin supplémentaire, auprès de l entreprise Herhof. Les engins et équipements suivants ont été spécialement développés et fournis pour ce projet: Moules spéciaux pour la mise en œuvre de la couche de base. 3 moules spéciaux pour l auge RHEDA, dont deux devaient être équipés d un nouveau dispositif destiné à percer des orifices de drainage de 60 mm de diamètre dans les parois latérales de l auge en béton. 2 alimentateurs latéraux spéciaux, montés chacun sur un tracteur SP 500 utilisé comme engin porteur. Au total, cinq machines Wirtgen ont donc été utilisés pour la réalisation de ce chantier. La section de la couche de base et de l auge RHEDA à réaliser se présente comme suit: Section typique du support rigide Orifices de drainage, 50 mm de diam. Remblai de gravier pour protection contre le gel et l'érosion de la sous-structure Traverses W / W , écartement: 650 mm, trou de 50 mm de diam. Armature longitudinale, 16 de diam. Armature transversale, 16 de diam. Béton de remplissage Joint d'étanchéité Béton bitumineux 100 mm Remblai de gravier Axe de symétrie Armature transversale, 16 de diam., écartement: 400 mm Armature longitudinale, 20 de diam., écartement: 200 mm 2// 3

4 Support rigide sans surélevation Chemin latéral Axe de la voie Axe de la voie Chemin latéral Support rigide avec surélevation u = 145 Axe de la voie Axe de la ligne ferroviaire Chemin latéral Axe de la ligne ferroviaire Axe de la voie Chemin latéral

5 Phases de construction Phase n 1: Mise en œuvre de la couche de base Composition du béton maigre de la couche de base: Ciment: CM I 32,5 R-ST 160 kg Eau: 145 kg Agrégats: 8 % Sable 0/2 161 kg 92 % Granulats minéraux kg Additif: FA 60 kg Poids du béton frais: kg Le béton de la couche de base a été posé à l état «mouillé». Travaillant sur une largeur de 8,50 m, dimension usuelle pour les travaux de construction routière, la machine à coffrages glissants SP 850 de Strabag a été principalement utilisée pour la construction simultanée deux bandes de béton maigre pervibré, et ce sur une ligne droite d une longueur totale de 14 km. A cet effet, deux sous-moules en acier inoxydable ont été montés sous l équipement standard de pose du béton, ainsi qu'une charrue destinée à séparer en deux bandes le béton déversé devant la machine. 4// 5

6 Alimentation de la machine en béton maigre pour une largeur de travail de 8,50 m. L appareil existant à introduire les goujons a été modifié, afin de réaliser des joints de retrait dans le béton frais tous les 5 mètres.

7 Les châssis vibrants avec fourches d insertion des goujons ont été remplacés par un couteau vibrant, grâce auquel les joints transversaux ont pu être entaillés dans le béton frais selon le même procédé que celui utilisé pour l insertion des goujons, sans arrêt de la machine. La machine de traitement de surface utilisée normalement dans les constructions routières a été également utilisée sur ce chantier pour asperger la surface d un produit de cure. 6// 7

8 En utilisant la centrale à béton du chantier, il a été possible de réaliser entre 600 et 780 mètres linéaires pendant un poste de 10 heures, avec un rendement journalier maximum de mètres linéaires pour un travail en deux postes, c est-à-dire avec une équipe de jour et une équipe de nuit travaillant 10 heures chacune. Pour les tronçons sur lesquels les rails seront surélevés de 145 et de 30 mm, c est la SP 500 de l entreprise Leonhard Weiss qui a été utilisée pour la pose des bandes individuelles de béton maigre.

9 Le béton maigre a été amené à la machine, en alternance, soit par une autobétonnière (béton provenant d un fournisseur externe), soit par un camion à benne (béton provenant de la centrale à béton du chantier), le but étant d'accroître le rendement global du chantier. La photo représente la dalle de béton maigre pervibré de 3,80 m de large et de 300 mm d épaisseur réalisée par la machine à coffrages glissants, au début d un virage à inclinaison transversale ascendante. 8// 9

10 Phase n 2: construction de l auge RHEDA Composition du béton riche (auge RHEDA): Ciment: CM I 32,5 R-ST 350 kg Eau: 155 kg Agrégats: 28% Sable 0/2 502 kg 15% Gravier 2/8 270 kg 22% Gravier 8/ kg 35% Gravillons 16/ kg Additif: Addiment LP SA 94 1,75 kg Poids du béton frais: kg Large de 3,20 m, la dalle de l auge RHEDA a 180 mm d épaisseur dans sa partie médiane. La hauteur des parois latérales varie de 355 à 393 mm, en fonction de la pente et du changement d inclinaison. Deux supports de 20 mm de haut et de 100 mm de large destinés à recevoir les traverses des rails sont intégrés dans le profil de l auge.

11 Le béton de l auge RHEDA est armé de façon continue, avec 50 kg d armature par mètre courant. L armature étant disposée à l avance sur des supports, l alimentation en béton ne pouvait s effectuer que par le côté. En raison du délai très court imparti pour la réalisation des travaux, et donc du rendement élevé exigé, il s est avéré indispensable d utiliser des alimentateurs latéraux. La seule solution consistait à utiliser des camions dont la benne basculait vers le côté. Afin de répondre à ces conditions particulières, deux machines spéciales ont été construites et livrées en un temps record. Elles se présentaient ainsi: Un tracteur SP 500 rallongé et modifié, chargé de transporter l alimentateur latéral. L alimentation en béton devait être possible à partir de camions, circulant à l interieur de l auge voisine déjà terminée. Or, en raison des parois latérales de cette dernière, côté auge à construire, il était exclu de pouvoir utiliser des alimentateurs latéraux conventionnels, avec des camions à bennes basculant vers l'arrière. Un convoyeur à chaîne de 7,00 m de large et de 3,0 m de long, couvert d une courroie en polyerthane destinée à protéger les éléments du convoyeur à chaîne. La hauteur, l inclinaison et le déplacement latéral du convoyeur peuvent être réglés hydrauliquement, afin de permettre l alimentation en béton de l alimentateur à partir des camions bennes et la distribution du béton dans toutes les situations du chantier. 10 // 11

12 Le chantier présentait des conditions particulières, dont il fallait tenir compte: La position du convoyeur devait être ajustée, de manière à recevoir le béton livré par camions. Les camions devaient pouvoir arriver sur le site, passer à côté de la machine et repartir. Deux positions possibles pour les camions: le déchargement du béton par les camions pouvait s effectuer soit à partir de la couche de base destinée à recevoir l auge, soit à partir d une auge déjà terminée. Hauteurs différentes du tracé dans les virages. La capacité a été fixée à 8 m 3 de béton compacté, ce qui correspond à une charge de environ 17 tonnes. Suivent quelques photos qui illustrent le déroulement des opérations: Vue de l une des deux machines avec alimentateur latéral.

13 Vue frontale du système d alimentation de l alimentateur par un camion qui se déplace sur la couche de base voisine, dans le sens de la mise en œuvre du béton. L opération d alimentation une fois terminée, le convoyeur est déplacé vers l interieur de la machine pour permettre au camion de repartir. 12 // 13

14 Pose du béton sur une longueur de 7,00 m (correspondant à la largeur du convoyeur). Le camion contient 8 m 3 de béton. Etant donné qu on a besoin de 5 m 3 pour la pose sur une longueur de 7,00 m, l alimentateur latéral continue à se déplacer pour répartir les 3 m 3 de béton restants.

15 L alimentateur latéral est pourvu à l arrière d un registre assurant la répartition uniforme et volumétrique du béton répandu. Le profil à réaliser étant en forme de U, deux orifices sont aménagés à chaque extrémité du reprofileur, afin de distribuer une quantité plus importante de béton sur les côtés. La SP 850 lors de la réalisation de l auge. 14 // 15

16 L auge terminée. Vue sur le deuxième train de machines, avec l alimentateur latéral et la machines à coffrages glissants SP 500 sur un tronçon sur lequel l auge RHEDA est déjà terminée sur une bande. Le camion qui amène le béton se déplace à l intérieur de l auge. Pour des raisons inhérentes à la logistique du chantier, le camion a amené le béton sur ce tronçon dans le sens inverse de celui de la pose du béton.

17 Le camion se trouve ici 180 mm plus haut que s il déchargeait le béton en circulant sur la couche de base. C est pourquoi le convoyeur est rehaussé exactement de ces 180 mm, par rapport au châssis, afin de garantir une réception parfaite du béton déversé latéralement par la benne du camion. Après le départ du camion, le convoyeur est déplacé vers l extérieur, afin de déverser le béton au milieu de chacune des voies. 16 // 17

18 Vue sur le train de machines. On reconnaît nettement à l arrière de l alimentateur latéral les vérins hydrauliques qui permettent au convoyeur à chaîne de prendre toute position souhaitée. Vue sur l avant du SP 500 avec le béton déjà réparti volumétriquement, surélevé sur les côtés.

19 On reconnaît ici les trous de drainage aménagés dans les parois de l auge afin de permettre à l eau de pluie de s écouler. Jusqu alors, ces trous étaient réalisés dans le béton durci à l aide de perceuses, procédé très coûteux. C est pourquoi le premier kit de coffrage RHEDA livré fin septembre a été équipé d un dispositif innovateur permettant simultanément de percer des trous dans le béton frais, dispositif qui a été expérimenté sur ce chantier. A cet effet, le coffrage RHEDA a été rallongé vers l arrière. La machine a été stoppée tous les cinq mètres, pour percer les trous. Les trous sont réalisés par deux poinçons guidés, fonctionnant à la manière de pistons, et actionnés par des vérins. Cette opération, qui ne prend que quelques secondes, n entrave pas l avancement des travaux. Cet essai sur le site ayant été considéré comme tout à fait réussi, le deuxième kit de coffrage RHEDA livré une semaine plus tard a été également équipé de ce dispositif. Un troisième kit de coffrage RHEDA, qui était prévu pour une troisième machine à coffrages glissants utilisée pour réaliser d autres tronçons, a été livré sans ce dispositif. Le béton destiné à être mis en œuvre par cette machine était amené par le côté à l aide d une pelle hydraulique. Les engins ont travaillé jour et nuit, en deux postes, afin de respecter le calendrier d exécution très court. La pose de la couche de base a pu être terminé dans les délais prévus. La réalisation de l auge RHEDA a commencé début octobre et a même pu être terminée plus tôt que prévu. Tant pour la pose de la couche de base que pour la réalisation de l auge RHEDA, le rendement était par la quantité de béton fournie par la centrale à béton du chantier et par un fabricant de béton externe. On peut estimer raisonnablement que, pour ces deux opérations, le rendement des machines à coffrages glissants Wirtgen peut être encore accru de 30 %. Tout comme les travaux de pose du support de voies rigide en béton, les opérations qui ont suivi, telles que la pose des traverses et des rails, l ajustement des rails, le remplissage des compartiments des traverses avec du béton, et autres travaux annexes, ont pu être également exécutés sans problèmes dans les délais impartis. 18 // 19

20 Aucun engagement de notre part sur illustrations. Sous réserve de toutes modifications techniques. Rendements dépendent des conditions d emploi. No FR-03/06 by Wirtgen GmbH Imprimé en RFA Wirtgen GmbH Hohner Strasse Windhagen RFA Tél.: +49 (0) 26 45/131-0 Fax: +49 (0) 26 45/ Internet: info@wirtgen.com