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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
HEB 500 S355 2 12'680 4'742 Elment vertical Ouest
HEA 260 S355 2 5'420 739 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 7'500 768 Contreventements
Portique Central
HEB 300 S355 2 6'730 1'575 Elment vertical Ouest
HEA 300 S355 2 6'730 1'575 Elment vertical Est
HEB 1000 S355 2 8'495 2'667 Elment horizontal
HEB 340 S355 4 1'550 415 Palonniers
HEA 240 S355 2 8'172 986 Contreventements
Poutre principale
HEB 1000 S355 6 2'500 28'760 Elment horizontal
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
Fermeture provisoire :
- 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)
Schma 3D de la phase 2
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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
- Inventaire de rechange (nacelle, autogrue)
Personnel :
- 1 contremaitre (supervision, coordination)
- 8 ouvriers
- 3 serruriers
Fermeture provisoire :
- 5 fermetures provisoires de la voie positive de lautoroute. (Travaux de pose de la poutre principale,
contreventement et haubanage)
Schma 3D de la phase 3
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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
- Inventaire de rechange (nacelle, autogrue)
Personnel :
- 1 contremaitre (supervision, coordination)
- 8 ouvriers
- 3 serruriers
Fermeture provisoire :
- 1 fermeture provisoire des voies positive et ngative de lautoroute. (Travaux de pose de la poutre
principale)
Schma 3D de la phase 4
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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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