Gaschen Rapport de Pfe

Projet de Fin dEtudes

LGV Rhin Rhne - Lots B2/B3/B4 Ralisation des hourdis des viaducs

Auteur : GASCHEN Mathieu INSA Strasbourg, Spcialit Gnie Civil, Option Construction

Tuteurs Entreprise : BOUVET Vincent et Directeur de projet, GTM GCS

BORIA Roger Directeur de Travaux, GTM GCS

Tuteur INSA Strasbourg : HOTTIER Jean-Michel Professeur Agrg de Gnie Civil

Mathieu GASCHEN Projet de fin dtudes

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Remerciements

Je tiens tout dabord remercier Monsieur Dominique QUIVY et Monsieur Vincent BOUVET pour mavoir accord leur confiance et donn la possibilit deffectuer mon PFE au sein du chantier de la LGV Rhin-Rhne et plus largement de lentreprise GTM Gnie Civil et Services.

Jadresse galement mes plus vifs remerciements mon tuteur, Monsieur Roger BORIA, pour son accueil, ses conseils et sa disponibilit malgr un emploi du temps fort charg.

Particulirement, je souhaite remercier Laurent DAUBENFELD, Nelly TEURLAY, Bertrand BRALY et Jean-Franois PERROD, avec qui jai travaill tout au long de mon projet, pour leurs conseils souvent prcieux et aviss mais galement pour leur bonne humeur.

Enfin, jassocierai de mme lensemble des personnes appartenant la cellule Ouvrages dArts du chantier de la LGV pour mavoir chaleureusement accueillis et fait part de leurs expriences.

Ce projet de fin dtudes a t pour moi trs riche denseignements et jespre avoir donn satisfaction lentreprise la hauteur de ce quelle ma apport comme exprience.


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Rsum

Sur le chantier des lots B2B-B3-B4 de la LGV Rhin-Rhne, quatre viaducs sont en cours de construction. Dune longueur totale de 1400m, ces viaducs ont un tablier mixte (charpente mtallique et hourdis bton) et sont tous conus selon une gomtrie identique.

Lentreprise GTM GCS a la charge de la ralisation des hourdis en bton de ces 4 viaducs. La solution technique retenue consiste :

- prfabriquer compltement le hourdis infrieur et le poser sur les semelles infrieures de la charpente

- coffrer la partie centrale du hourdis suprieur laide de prdalles - coffrer les encorbellements du hourdis suprieur laide dquipages mobiles

Afin de raliser les dalles du hourdis infrieur et les prdalles du hourdis suprieur, un chantier de prfabrication foraine de dalles a t mis en place.

Lensemble des mthodes et des moyens, tant matriels quhumains, ont donc t dfinis. Il sagit alors de connatre prcisment la gomtrie des lments prfabriquer, afin de concevoir un outil de coffrage performant. Puis une installation de chantier adapte aux besoins a t propose. De mme un planning de coulage et une procdure prcise de suivi des lments prfabriqus ont t imagins. Ce travail a t ralis dans le but doptimiser la production.

Enfin, aprs deux mois dactivit, un premier bilan financier de ce chantier de prfabrication a t ralis dans le but de calculer le prix de revient de chacun des lments prfabriqus.

Concernant les encorbellements du hourdis suprieur, il a t dcid de rutiliser lquipage mobile ayant servi pour les viaducs de la LGV Est.

Pour se faire, il a fallu dterminer, pour chaque viaduc, les diffrentes longueurs de plots de btonnage coffrer et leur ordre de ralisation. Puis, des modifications ont t apportes la structure de lquipage en vue de ladapter aux nouvelles caractristiques des viaducs de la LGV Rhin-Rhne.

Mots cls : tablier mixte, hourdis, prfabrication, quipage mobile


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Sommaire

INTRODUCTION............................................................................................... 8

1. Prsentation de la structure daccueil ...................................................... 10

1.1. Le groupe VINCI ............................................................................................ 10

1.2. GTM Construction ......................................................................................... 11 1.2.1. Historique ......................................................................................................... 11 1.2.2. Le groupe GTM Construction .......................................................................... 12 1.2.3. Directions rgionales et filiales ........................................................................ 13 1.2.4. Les secteurs dactivit de GTM ....................................................................... 14

2. Le projet de la LGV Rhin-Rhne ............................................................. 15

2.1. Trois branches complmentaires ................................................................... 15

2.2. La branche Est ............................................................................................... 16 2.2.1. Le premier chantier de gnie civil de France ................................................... 16 2.2.2. Le financement des travaux.............................................................................. 17 2.2.3. Phasage et calendrier ........................................................................................ 18 2.2.4. Le tronon B : Chantiers GTM GCS et GTM Terrassement ........................... 19 2.2.5. Les diffrents acteurs du chantier des lots B2-B3-B4...................................... 20 2.2.5.1. Le matre douvrage ..................................................................................... 20 2.2.5.2. Le matre duvre ........................................................................................ 21 2.2.5.3. Les entreprises en participation.................................................................... 21

3. Le sujet du projet de fin dtudes ............................................................. 22

3.1. Prsentation des viaducs................................................................................ 22 3.1.1. Localisation ...................................................................................................... 22 3.1.2. Principales caractristiques .............................................................................. 23 3.1.3. Les hourdis des viaducs.................................................................................... 25

3.2. Travail raliser............................................................................................ 27

4. La prfabrication foraine des dalles et des prdalles.............................. 29

4.1. Le choix de la prfabrication foraine ............................................................ 29

4.2. Le calepinage des dalles et des prdalles ...................................................... 30 4.2.1. Les contraintes dimensionnelles des lments ................................................. 30 4.2.2. Le nombre dlments ...................................................................................... 31


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4.3. La gomtrie des dalles et des prdalles ....................................................... 31 4.3.1. La gomtrie des dalles .................................................................................... 31 4.3.2. La gomtrie des prdalles ............................................................................... 33

4.4. Le coffrage des dalles et des prdalles .......................................................... 34 4.4.1. Le coffrage prvu ltude .............................................................................. 34 4.4.2. Lutilisation des tables coffrantes..................................................................... 35 4.4.3. Cinmatique de montage des coffrages............................................................ 36

4.5. Le levage et la manutention ........................................................................... 38 4.5.1. Loutil de levage............................................................................................... 39 4.5.2. Les boucles et ancres de levage........................................................................ 40

4.6. Cinmatique de mise en uvre du bton et de dcoffrage............................. 41

4.7. Le stockage des lments prfabriqus .......................................................... 44

4.8. Le suivi des dalles et des prdalles ................................................................ 45 4.8.1. Lidentification des dalles ................................................................................ 45 4.8.2. Le planning de coulage journalier .................................................................... 46

4.9. Linstallation de chantier de laire de prfabrication ................................... 48 4.9.1. Surface ncessaire ............................................................................................ 48 4.9.2. Lemplacement de la plate-forme de prfabrication ........................................ 48 4.9.3. Le plan dinstallation de chantier ..................................................................... 49

4.10. La pose des lments prfabriqus ................................................................ 51 4.10.1. Le transport des dalles...................................................................................... 51 4.10.2. La pose des dalles............................................................................................. 51

4.11. La procdure Qualit Scurit Environnement ....................................... 53 4.11.1. Dfinition de la procdure dexcution ............................................................ 53 4.11.2. Le Plan dOrganisation des Contrles.............................................................. 54

4.12. Le suivi financier des travaux de prfabrication ........................................... 54 4.12.1. Suivi et contrle des dpenses.......................................................................... 54 4.12.2. Le calcul du cot de revient des lments prfabriqus................................... 56

5. Equipages mobiles ...................................................................................... 57

5.1. Cahier des charges de lquipage mobile...................................................... 57 5.1.1. Description ....................................................................................................... 57 5.1.2. Caractristiques ................................................................................................ 57 5.1.3. Contraintes supplmentaires ............................................................................ 59

5.2. Les quipages de la LGV Est ......................................................................... 59 5.2.1. La rutilisation dquipages existants .............................................................. 59 5.2.2. La structure des quipages mobiles.................................................................. 60 5.2.3. Cinmatique dutilisation de lquipage........................................................... 61


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5.3. Les modifications apportes aux quipages................................................... 63 5.3.1. Le raidissement de la structure des vaux.......................................................... 63 5.3.2. Laugmentation de lentraxe des C ............................................................ 65 5.3.3. La vrification de la flche totale de la structure ............................................. 67

CONCLUSION.................................................................................................. 68


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Liste des figures

Fig. 1.2.1. Historique de GTM construction ......................................................................................................... 11 Fig. 1.2.2.1 : Chiffre daffaire de GTM Construction (en millions dEuros)........................................................ 12 Fig. 1.2.2.2 : Effectifs de GTM Construction en 2005 .......................................................................................... 12 Fig. 2.1. : Les trois branches de la LGV Rhin-Rhne ........................................................................................... 15 Fig. 2.2. : Carte du trac de la branche Est.......................................................................................................... 16 Fig. 2.2.2.: Rpartition du financement des travaux............................................................................................. 17 Fig. 2.2.3. : Calendrier de la construction de la LGV Rhin-Rhne ...................................................................... 19 Fig. 3.1.1. : Trac de la LGV sur les lots B2-B3-B4 et localisation des viaducs .................................................. 22 Fig. 3.1.2.1. : Photo montage du viaduc de Linotte .............................................................................................. 23 Fig. 3.1.2.2. : Perspective du viaduc de Quenoche............................................................................................... 24 Fig. 3.1.2.3. : Photo montage du viaduc de Corcelles .......................................................................................... 24 Fig. 3.1.3. : Coupe transversale type du tablier des viaducs ................................................................................ 26 Fig. 4.2.1.1. : Coupe de principe des dalles et prdalles sur la charpente ........................................................... 30 Fig. 4.2.1.2. : Perspective du positionnement des dalles entre deux diaphragmes............................................... 30 Fig. 4.3.1.1. : Vue en perspective des dalles prvues ltude............................................................................. 31 Fig. 4.3.1.2. : Vue en perspective des dalles prfabriques .................................................................................. 32 Fig. 4.3.1.3. : Plan de principe et ferraillage dune dalle..................................................................................... 32 Fig. 4.3.2.1. : Plan de principe dune prdalle ..................................................................................................... 33 Fig. 4.3.2.2. : Vue en perspective dune prdalle.................................................................................................. 33 Fig. 4.4.1. Coupe de principe du coffrage vertical de 4 dalles prvu lors de ltude ........................................... 34 Fig. 4.4.2.1. : Vue du banc de prfabrication des prdalles ................................................................................. 35 Fig. 4.4.2.2 : Section dune joue de coffrage de dalle........................................................................................... 35 Fig. 4.4.2.3. : Vue en perspective des joues de coffrage de dalle ......................................................................... 36 Fig. 4.4.3.1. : Schma de principe du montage des tables coffrantes ................................................................... 36 Fig. 4.4.3.2. : Mise en place des IPE 400 sur un bton de propret ..................................................................... 37 Fig. 4.4.3.3. : Mise en place des tables coffrantes sur les IPE ............................................................................. 37 Fig. 4.4.3.4. : Installation des joues de coffrage................................................................................................... 38 Fig. 4.4.3.5. : Le coffrage de 7 dalles est prt tre coul................................................................................... 38 Fig. 4.5.1.1. : Le chariot lvateur de 10 tonnes................................................................................................... 39 Fig. 4.5.1.2. : Crochet de levage pour fourches de chariot lvateur................................................................... 39 Fig. 4.5.2.1. : Dtail du ferraillage de la dalle et de l ancre Arton .................................................................. 41 Fig. 4.5.2.2. : Levage de la dalle avec manille spcifique .................................................................................... 41 Fig. 4.6.1. : Le bton est dvers dans le coffrage la goulotte........................................................................... 42 Fig. 4.6.2. : Systme de maintien des ancres Arton............................................................................................. 42 Fig. 4.6.3. : Llingage des dalles se fait au niveau du centre de gravit de la pice........................................... 43 Fig. 4.6.4. : Le dcoffrage est ralis par simple levage laide du chariot lvateur ........................................ 43 Fig. 4.7.1. : Principe de stockage des dalles prfabriques.................................................................................. 44 Fig. 4.7.2. : Principe de stockage des prdalles ................................................................................................... 45 Fig. 4.8.2. : Exemple du planning de coulage des dalles au 15/05/07.................................................................. 47 Fig. 4.9.2. : Lamnagement de la plate-forme de prfabrication par GTM Terrassement.................................. 48 Fig. 4.9.3. : Plan dinstallation du chantier de prfabrication ............................................................................. 50 Fig. 4.10.1. : Schma du chargement sur la remorque ......................................................................................... 51 Fig. 4.10.2.1. : Coupe transversale de dalle sur la charpente .............................................................................. 52 Fig. 4.10.2.2. : Dtail de lcartement entre deux dalles conscutives................................................................. 52 Fig. 4.10.2.3. : Dtail de lcartement entre deux dalles conscutives................................................................. 52 Fig. 4.11.1. : Schma fonctionnel de la procdure dexcution............................................................................ 53 Fig. 5.2.2. : Vue en 3 dimensions de la structure de lquipage ........................................................................... 60 Fig. 5.2.3.1. : Dcoffrage du plot prcdemment btonn .................................................................................... 61 Fig. 5.2.3.2. : Avancement de lquipage sur la charpente................................................................................... 62 Fig. 5.2.3.3. : Coffrage du nouveau plot btonner ............................................................................................. 62 Fig. 5.3.1.1. : Configuration de lquipage deux profils porteur de vaux........................................................ 63 Fig. 5.3.1.2. : Configuration de lquipage trois profils porteur de vaux ........................................................ 64 Fig. 5.3.2.1. : Plan dun ski avant modification.................................................................................................... 66 Fig. 5.3.2.2. : Plan du ski rallong ....................................................................................................................... 66


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INTRODUCTION

Sur le chantier des lots B2-B3-B4 de la LGV Rhin-Rhne, lentreprise GTM Gnie Civil et Services a en charge la construction de quatre viaducs : le viaduc de Linotte (362m), le viaduc de Quenoche (420m), le viaduc de Corcelles (450m) et le viaduc de lOgnon (175m). Ces viaducs sont raliss en tabliers mixtes reprsentant une longueur totale de 1400m.

La solution technique retenue pour la ralisation des hourdis de ces 4 viaducs consiste : - prfabriquer compltement le hourdis infrieur et le claver sur les semelles infrieures

avec un bton coul en place - coffrer la partie centrale de lintrados du hourdis suprieur laide prdalles - coffrer les encorbellements du hourdis suprieur laide dquipages mobiles

Vue en perspective du tablier des viaducs

Ds le mois de novembre 2006, les fondations des ouvrages et les premires leves de piles sont ralises. Cependant, alors que les appuis des viaducs sortent tout juste de terre, il est dores et dj ncessaire de penser la ralisation future des tabliers.

Afin de travailler sur ce sujet et dans le cadre de mon Projet de Fin dEtudes, jai intgr lquipe travaux de la cellule Ouvrage dArts du chantier ds le mois de fvrier 2007.

Ainsi, durant les 5 mois de projet, jai tudi les diffrentes sujtions propres la ralisation des hourdis de ces viaducs. Jai ainsi dfini lensemble des mthodes et des moyens, tant matriels quhumains, ncessaires lexcution des diffrents travaux. La charpente mtallique du premier viaduc tant approvisionne sur le chantier ds le mois de mars 2007, jai t directement confront des impratifs de russite du point de vue des dlais de production et de la qualit des travaux, mais galement au niveau financier.

Encorbellement coffr laide de lquipage mobile

Hourdis infrieur prfabriqu

Prdalle : coffrage perdu du hourdis suprieur


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Dans un premier temps, jai travaill sur le sujet des dalles et des prdalles prfabriques dans le but doptimiser leur production. Jai ainsi dtermin leurs gomtries, loutil de coffrage, les moyens ncessaires, les diffrentes mthodes lies au chantier de prfabrication, et la pose des lments sur la charpente des viaducs. Ayant particip au lancement de ces travaux de prfabrication, jai mis en place un planning de ralisation et un systme de suivi des lments. Puis, jai dtermin le cot de revient dune telle opration.

Dans un second temps, jai tudi la rutilisation de lquipage mobile de la LGV Est, outil coffrant des encorbellements du hourdi suprieur. Jai ainsi dtermin les longueurs de plots de btonnage et leur ordre de ralisation. Puis jai particip la dfinition des modifications apporter lquipage mobile en vue de ladapter aux caractristiques de la LGV Rhin-Rhne.


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1. Prsentation de la structure daccueil

1.1. Le groupe VINCI

GTM Construction est une des entreprises appartenant au groupe VINCI, premier groupe mondial de concession, de construction et des services associs.

VINCI en quelques chiffres : 128000 salaris dans le monde dont 74 000 en France 2500 implantations locales 250000 chantiers par an dans plus de 80 pays 25,6 milliards deuros de chiffre daffaire en 2006 1270 millions deuros de rsultat net en 2006

Les secteurs dactivits du groupe :

Vinci concession (4,3 milliards deuros de chiffre daffaires en 2006). Intervient en conception, construction, financement et exploitation dans 4 domaines : infrastructures autoroutires, stationnement ; secteur aroportuaire et grands ouvrages, comme le stade de France)

Vinci Energie (3,7 milliards deuros de chiffre daffaires en 2006) leader en France et acteur de premier plan en Europe des technologies des nergies et de linformation, exerce quatre mtiers complmentaires (ingnierie, ensemblier, ralisation et maintenance) dans les secteurs des infrastructures dnergie, de lindustrie, du tertiaire et des tlcommunications.

Vinci Route (7,3 milliards deuros de chiffre daffaires en 2006). Avec Eurovia , cest lun des leaders europens des travaux routiers et du recyclage des matriaux et le premier producteur franais de granulats routiers. Lactivit dEurovia sorganise autour de quatre mtiers : les travaux routiers, la production de matriaux, lamnagement du cadre de vie et de lenvironnement et les services.

Vinci Construction (10,7 milliards deuros de chiffre daffaire en 2006). numro un franais et major mondial du BTP, Vinci construction runit un ensemble sans quivalent dexpertises dans les domaines du btiment, du gnie civil, des travaux hydrauliques, de la maintenance multi-technique et des services. Fortement ancr sur ses marchs locaux en France, en Europe et en Afrique, il est aussi un acteur majeur sur le march mondial de la conception-construction de grands projets et du gnie civil spcialis.

Ainsi, GTM construction est une des six entits de Vinci Construction.


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1.2. GTM Construction

1.2.1. Historique

Dans les annes 1800, la ville de Marseille est frappe par de nombreuses pidmies dont plusieurs millions de personnes en seront victimes. Il est alors question de donner Marseille un rseau dassainissement moderne. Ainsi, la socit des Grands Travaux de Marseille (GTM) est cre en 1891 par les milieux daffaires marseillais pour construire un rseau dgouts moderne dans la cit phocenne.

Les travaux dirigs par Charles Rebuffel hissent rapidement GTM au premier rang de lindustrie franaise de travaux publics. Ce premier contrat de GTM se solde par une incontestable russite technique mais galement par des problmes financiers. Ainsi, pour assurer le dveloppement de lentreprise, les dirigeants ont mis sur de nouvelles activits telles que les routes, le btiment et les quipements lectriques Ds 1900, GTM simplante dans les colonies franaises ainsi que dans de nombreux pays trangers. Entre 1902 et 1913, GTM assoit son activit sur les grands chantiers quelle remporte ltranger ; elle y ralise 70 % de ces profits.

Vingt ans plus tard, GTM est la premire entreprise franaise de gnie civil. En 1980, GTM sest rapproche de ENTREPOSE, une socit mtallurgique, qui lui apporte une ouverture sur les marchs du Moyen-Orient et lAmrique Latine. En 1986, DUMEZ (une entreprise consolide dans le domaine du bton arm), prend des participations dans GTM-Entrepose. Dix ans plus tard a lieu la fusion et la nouvelle entit est baptise Groupe GTM. Finalement, depuis le 1er octobre 2000, le groupe VINCI a pris le contrle de GTM en recueillant 97.4% des actions du Groupe GTM et ainsi fusionner le 19 dcembre 2000.

Fig. 1.2.1. Historique de GTM construction


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1.2.2. Le groupe GTM Construction

Prsent sur lensemble du territoire franais travers un rseau dune centaine dimplantations organises en sept directions rgionales, GTM construction exerce lensemble des mtiers de la construction : le btiment, le gnie civil, les travaux publics, la govalorisation ainsi que les mtiers de spcialit. Ltendue de ses savoir-faire, associe un fort potentiel dinnovation, lui permet dapporter chaque projet la meilleure rponse constructive, tous les stades de sa mise en uvre.

GTM en quelques chiffres :

Une centaine dimplantations rgionales La mise en uvre annuelle de 2 500 chantiers Un chiffre daffaires de plus de 1,9 Milliard deuros Plus de 10 000 collaborateurs

Le groupe GTM Construction, socit du Groupe VINCI, se place aux premiers rangs des entreprises de construction en France.

Fig. 1.2.2.1 : Chiffre daffaire de GTM Construction (en millions dEuros)

Fig. 1.2.2.2 : Effectifs de GTM Construction en 2005


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1.2.3. Directions rgionales et filiales

GTM Construction dont le Prsident Directeur Gnral est Monsieur Robert Hosselet est implant sur tout le territoire Franais travers sept directions rgionales :

La direction rgionale Ile de France : 2400 collaborateurs, rpartis dans ses 16 entits, 660 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005.

La direction rgionale Sud : 2150 collaborateurs, rpartis dans ses 20 entits, 450 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005.

La direction rgionale Rhne-Alpes, Auvergne, Bourgogne : 1300 collaborateurs rpartis dans ses 14 entits, 225 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005.

La direction rgionale Ouest : 928 collaborateurs, rpartis dans ses 9 entits, 125 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005.

La direction rgionale Sud Ouest : 790 collaborateurs, rpartis dans ses 9 entits, 134 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2003.

La direction rgionale Nord : 315 collaborateurs, 45 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005, et 50 millions d'euros prvus pour l'exercice 2006.

La direction rgionale Est : 190 collaborateurs, 40 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2005, et 42 millions d'euros prvus pour l'exercice 2006.

A ces sept directions rgionales sajoute le ple govalorisation : 1610 collaborateurs, 280 millions deuros de chiffre d'affaires sur lexercice 2004.


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1.2.4. Les secteurs dactivit de GTM

Avec ses antennes rgionales et ses filiales spcialises, GTM ouvre un large panel de comptences dans les domaines du btiment, de la govalorisation, des travaux publics, du gnie civil et des diffrents mtiers de spcialit.

GTM est donc une entreprise prsentant des secteurs dactivits varis et complmentaires. Au-del dune connaissance parfaite et globale de son mtier, le point fort de GTM rside dans sa capacit associer des comptences trs spcialises un rel savoir-faire. Cette offre pluridisciplinaire permet dapporter chaque projet la meilleure solution constructive. De plus, la multiplicit de ses comptences permet GTM Construction d'initier, de concevoir, de piloter, de construire et de rhabiliter tous les types d'ouvrages, et d'assurer les prestations de services associs. La qualit de ses ralisations et le nombre de ses rfrences tmoignent de l'engagement permanent du Groupe en matire de recherche, d'innovation et de respect de l'environnement.

Travaux - publics ; gnie-civil :

Ouvrages dart neufs et rnovation Gnie-civil industriel et sanitaire Pistes daroport et chausses bton Canalisation, assainissement Travaux maritimes et fluviaux

Le btiment :

Btiment Neuf Restructuration Rhabilitation Mtiers de spcialit Multiservices

Spcialit/services Govalorisation

Btiment TP/Gnie-civil

Govalorisation :

Terrassement Dmolition-Dpollution Dsamiantage Assainissement nuclaire

Mtiers de spcialit et Services

Charpentes en lamell-coll Montages immobiliers Prcontrainte Traitement des eaux Multiservices


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2. Le projet de la LGV Rhin-Rhne

Premier projet de Ligne Grande Vitesse province-province, la LGV Rhin-Rhne constituera un maillon essentiel de lEurope grande vitesse. La future ligne permettra la mise en relation dun grand nombre de territoires. Au total 12 rgions franaises mtropolitaines sur 21 bnficieront du projet :

sur l'axe Nord-Sud : Alsace, Bourgogne, Franche-Comt, Languedoc-Roussillon, Lorraine, Midi-Pyrnes, Provence-Alpes-Cte d'Azur, Rhne-Alpes

sur laxe Est-Ouest : Bretagne, Ile-de-France, Nord-Pas-de-Calais, Pays de la Loire.

De plus, le rseau actuel et futur de Ligne Grande Vitesse en Europe met en vidence la position stratgique qu'occupera la liaison Rhin-Rhne, au niveau de la mise en relation des territoires europens. Ainsi, les pays particulirement concerns sont : lAllemagne, la Suisse almanique et romande, la Grande-Bretagne, la Belgique, l'arc mditerranen.

2.1. Trois branches complmentaires

La Ligne Grande Vitesse Rhin-Rhne est compose de trois branches : la branche Est, la branche Ouest et la branche Sud. Le projet complet de la LGV Rhin-Rhne peut tre schmatis par une toile 3 branches :

la branche Est, entre l'agglomration dijonnaise (Genlis) et l'agglomration mulhousienne (Lutterbach), avec 190 km de ligne nouvelle,

la branche Ouest, depuis l'extrmit ouest de la branche Est vers la rgion parisienne en passant par Dijon,

la branche Sud, qui part de lintersection des autres branches vers lagglomration.

Fig. 2.1. : Les trois branches de la LGV Rhin-Rhne


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2.2. La branche Est

La premire tranche de la branche Est reliera Villers-les-Pots ( lEst de Dijon) Petit-Croix (au Sud-est de Belfort). Les travaux de ralisation de cette ligne grande vitesse ont commenc en juillet 2006 pour une mise en service prvue fin 2011.

Fig. 2.2. : Carte du trac de la branche Est

Le programme de la 1re tranche de la LGV Rhin-Rhne Branche Est, sous matrise d'ouvrage de Rseau Ferr de France, comprend :

140 km de ligne nouvelle entre Villers-les-Pots (21) et Petit-Croix (90), 2 gares nouvelles desservant les agglomrations de Besanon, de Belfort et de

Montbliard, 4 raccordements au rseau ferr classique, Les travaux d'amnagement des gares existantes, La cration des installations de remisage des rames, Les travaux d'adaptation et d'amlioration des lignes classiques.

2.2.1. Le premier chantier de gnie civil de France

Rseau Ferr de France, matre d'ouvrage, est responsable de la conduite de l'ensemble du projet. Sous sa responsabilit, les matres duvre sont chargs du pilotage des entreprises qui ralisent les travaux de construction de la ligne.


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Ces travaux consistent essentiellement en : des terrassements (dblais et remblais) et l'assainissement des plates-formes, des ouvrages d'art (viaducs, ponts, tranches couvertes et non couvertes), le rtablissement des voies de communication (passage des hommes et des animaux). Le descriptif gnral de chaque tronon de gnie civil est le suivant :

- le tronon A : linaire de 60 km entre Villers-les-Pots (Cte d'Or) et Chevroz (Doubs),

- le tronon B : linaire de 55 km entre Voray-sur-l'Ognon (Haute-Sane) et Saulnot-Corcelles (Haute-Sane),

- le tronon C : linaire de 30 km entre Villers-sur-Saulnot (Haute-Sane) et Petit-Croix (Territoire de Belfort).

Ce projet est le plus grand chantier de Gnie Civil jamais encore ralis en France comme le prouvent ces quelques chiffres :

Un trac de 140 km, dont 40 % en fort, 85 communes concernes, 6 000 emplois lis au chantier, 160 ponts, 12 viaducs, 1 tunnel de 2 km de long, 400 km de cltures, 500 000 traverses, 2 gares nouvelles, 30 millions de m3 de dblais (4 fois le volume extrait du tunnel sous la Manche), 22 millions de m3 de remblais.

2.2.2. Le financement des travaux

Les ressources mobilises pour la premire phase de la LGV Rhin-Rhne slvent 2,312 milliards deuros cofinancs par lEtat, Rseau Ferr de France, lUnion europenne, la Suisse et les 3 rgions traverses : la Bourgogne, la Franche-Comt et lAlsace.

Fig. 2.2.2.: Rpartition du financement des travaux


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En Millions d'

TAT 751 RSEAU FERR DE FRANCE 642 UNION EUROPENNE 200 SUISSE 66 FRANCHE-COMT Conseil Rgional de Franche-Comt 189,6 Conseil Gnral du Doubs 39,0 Conseil Gnral du Territoire de Belfort 25,5 Conseil Gnral de Haute-Sane 17,1 Communaut dAgglomration du Grand Besanon 13,2 Communaut dAgglomration du Pays de Montbliard 9,2 Communaut dAgglomration Belfortaine 9,2

316

ALSACE Conseil Rgional dAlsace 104,7 Conseil Gnral du Haut-Rhin 53,1 Communaut dAgglomration de Mulhouse 15,4 Conseil Gnral du Bas-Rhin 12,9 Communaut Urbaine de Strasbourg 12,9 Ville de Colmar 7,0

206

BOURGOGNE Conseil Rgional de Bourgogne 68,1 Conseil Gnral de Cte dOr 31,4 Communaut dAgglomration Dijonnaise 31,4

131

2.2.3. Phasage et calendrier

La construction de la ligne va tre ralise en 2 phases : les terrassements et les ouvrages dart entre 2006 et 2009, les quipements ferroviaires proprement dits (pose des rails et des catnaires, installation de la signalisation, mise en place des cltures) entre 2009 et 2011.


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Fig. 2.2.3. : Calendrier de la construction de la LGV Rhin-Rhne

2.2.4. Le tronon B : Chantiers GTM GCS et GTM Terrassement

Le tronon B, dune longueur de 55 km entre Voray-sur-l'Ognon (Haute-Sane) et Saulnot-Corcelles (Haute-Sane), est partag en 4 lots. Le lot B1 a t confi en ralisation au groupe Eiffage. En revanche, les travaux des lots B2-B3-B4 sont excuts par les entreprises GTM Gnie Civil et Service et GTM Terrassement.

La nature des travaux sur ces trois lots se rpartit comme suit :

Lot nB2 Construction des viaducs ferroviaires de la Quenoche (420 m) et de la Linotte (362m)

(Haute-Sane), y compris blocs techniques.

Lot nB3 Ralisation des travaux de terrassement, hydrauliques, ouvrages d'art et

rtablissements des communications entre Ormenans et Saulnot (Haute Sane). Principales caractristiques Longueur : 37 km Ouvrages : 14 ponts rails, 23 ponts routes, 13 ouvrages hydrauliques et 1 ouvrage dart non courant de type bipoutre ossature mixte.

Lot nB4 Construction du viaduc ferroviaire de Corcelles (445 m) (Haute-Sane), blocs techniques compris.


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2.2.5. Les diffrents acteurs du chantier des lots B2-B3-B4

2.2.5.1. Le matre douvrage

Le matre douvrage de la LGV Rhin-Rhne est Rseau Ferr de France.

Rseau Ferr de France est cr en 1997. Propritaire et gestionnaire des infrastructures ferroviaires, RFF a pour objet lamnagement, le dveloppement, la cohrence et la mise en valeur du rseau ferr national.

Gestionnaire, matre douvrage et propritaire du rseau ferr national, RFF se voit confier cinq missions principales :

Exploiter et entretenir le rseau La gestion du trafic ainsi que le fonctionnement et lentretien du rseau sont assurs par la SNCF pour le compte de RFF. La SNCF est rmunre par RFF qui fixe les objectifs et dfinit chaque mission.

Organiser les circulations Lorganisation des circulations ferroviaires relve de la responsabilit de RFF. Les enjeux sont de trois ordres : amliorer la rentabilit des sillons, satisfaire la fois la demande des diffrents types de transport grandes lignes, rgional, fret et garantir un accs quitable au rseau transeuropen de fret ferroviaire.

Amnager et dvelopper le rseau RFF est responsable de la conception, de la programmation, du financement et de la ralisation des investissements sur le rseau ferr national (maintenance lourde, amlioration du rseau existant, construction de lignes nouvelles). Il amnage et dveloppe le rseau ferroviaire national dans une double perspective : celle du service public de transport et celle du dveloppement durable.

Grer le patrimoine RFF est propritaire de la majeure partie du patrimoine ferroviaire, soit prs de 110.000 hectares de terrain. Acteur du dveloppement local, il accompagne les collectivits dans la dfinition de leurs projets et dans le choix des oprateurs.

Grer la dette RFF gre une dette de 26,5 milliards deuros. Afin dassurer le service de cette dette et le financement de ses investissements, il opre sur les marchs financiers.


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2.2.5.2. Le matre duvre

Le matre duvre du chantier des lots B2-B3-B4 est SCETAUROUTE filiale du Groupe EGIS.

Cre en 1970, Scetauroute est une socit dingnierie spcialise dans le domaine des infrastructures de transport (routes, autoroutes, voies ferres...). Ses prestations couvrent les tudes, le contrle de travaux, la matrise duvre, l'assistance matrise douvrage, le management de projets appliqus aux grands projets dinfrastructures.

Ainsi, l'offre de lentreprise Scetauroute s'appuie sur trois ples de comptences : L'ingnierie Le montage de projet (en partenariat public-priv) L'exploitation d'infrastructures

En 2005, la socit Scetauroute regroupe 776 personnes dont 75 % de cadres (ingnieurs et techniciens), pour un chiffre daffaire de 111 millions dEuros.

2.2.5.3. Les entreprises en participation

Le chantier de la LGV est partag en 4 lots : travaux de terrassement, travaux dassainissement, chantiers douvrages dart et travaux de rtablissement.

Afin dobtenir le march, diffrentes entreprises ont constitu un groupement appel SEP : Socit en Participation. Cest une entreprise temporaire o chaque associ doit apporter au chantier les moyens humains, matriels et financiers hauteur de leur part de march.

La rpartition des diffrentes entreprises par lots est la suivante :

Ainsi, jai effectu mon projet de fin dtudes au sein de la cellule Ouvrages dart du chantier des lots B2-B3-B4 et jai t intgr lentreprise GTM Gnie Civil et Services.

TERRASSEMENT

ASSAINISSEMENT

OUVRAGES DART

RETABLISSEMENT


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3. Le sujet du projet de fin dtudes

Sur le chantier des lots B2-B3-B4 de la LGV Rhin-Rhne, la cellule Ouvrage dart de lentreprise GTM a la charge de construire 4 viaducs en tabliers mixtes (Soit 1400 m de tabliers). Il sagit sur le lot B2 des viaducs de la Linotte (362m) et de la Quenoche (420m), sur le lot B2 du viaduc de lOgnon (175m) et sur le lot B4 du viaduc de Corcelles (445m).

3.1. Prsentation des viaducs

3.1.1. Localisation

Les viaducs de Linotte et de Quenoche constituent le lot B2. Ils se trouvent lextrmit Ouest du chantier. Le viaduc de Corcelles se trouve dans le lot B4, lextrmit Est du chantier. Le viaduc de lOgnon est situ au milieu du lot B3 (TOARC), sur la commune de Thieffrans proximit de la centrale bton du chantier.

Fig. 3.1.1. : Trac de la LGV des lots B2-B3-B4 et localisation des viaducs


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3.1.2. Principales caractristiques

Les trois viaducs des lots B2 et B4 (Linotte, Quenoche, Corcelles) sont conus de la mme manire. En effet, la gomtrie des piles est identique et seule leur hauteur change. Les tabliers sont galement identiques et seules les sections de charpente changent en fonction des portes.

La construction de ces trois viaducs reprsente un budget global de 45 millions deuros.

Le viaduc de Linotte :

Fig. 3.1.2.1. : Photo montage du viaduc de Linotte

7 piles la plus haute P3 30 m 2 cules classiques

fondations superficielles 3 appuis batardeaux 5 appuis

description de l'ouvrage

pieux 1 appui 12 pieux 100 ml longueur de l'ouvrage 362 m volume de bton 10 100 m3 poids d'armatures 1 545 t

LINOTTE

charpente mtallique 1 200 t


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Le viaduc de Quenoche :

Fig. 3.1.2.2. : Perspective du viaduc de Quenoche

7 piles la plus haute P2 18,5 m 2 cules creuses

fondations superficielles 1 appuis batardeaux 7 appuis


pieux 1 appui 12 pieux 200 ml longueur de l'ouvrage 420 m volume de bton 12 500 m3 poids d'armatures 1 913 t

QUENOCHE


Le viaduc de Corcelles :

Fig. 3.1.2.3. : Photo montage du viaduc de Corcelles


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8 piles la plus haute P5-P6 22,4 m 2 cules creuses


fondations pieux 10 appuis 69 pieux 1200 ml longueur de l'ouvrage 445 m volume de bton 16 000 m3 poids d'armatures 2 448 t

CORCELLES


Le viaduc de lOgnon :

5 piles 4,5 m 2 cules Classique

fondations superficielles 2 appuis description de l'ouvrage

batardeaux 5 appuis longueur de l'ouvrage 175 m volume de bton 5 000 m3 poids d'armatures 1 000 t

OGNON

charpente mtallique 700 t

3.1.3. Les hourdis des viaducs

Les 1400 m de tablier de ces viaducs sont tous identiques et conus selon la mme gomtrie. En effet, la solution technique retenue pour la ralisation des hourdis consiste :

prfabriquer compltement le hourdis infrieur et le claver sur les semelles infrieures avec un bton coul en place,

coffrer la partie centrale de lintrados du hourdis suprieur laide de prdalles, coffrer les encorbellements du hourdis suprieur laide dquipages mobiles.


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Fig. 3.1.3. : Coupe transversale type du tablier des viaducs


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3.2. Travail raliser

Le sujet du Projet de Fin dEtudes porte sur la ralisation des hourdis infrieurs et suprieurs des viaducs. Il sagit dtudier les diffrentes sujtions propres leurs ralisations. Lensemble des mthodes et des moyens, tant matriels quhumains, sont dfinir. De plus, ltude et le suivi budgtaire des diffrentes tches sont raliser et comparer au budget prvisionnel dfini dans le march. Enfin, du point de vue de la scurit, de la qualit et de lenvironnement, lensemble des Fiches de suivi et des Plans dOrganisation des Contrles sont rdiger et suivre.

Ainsi, le sujet du PFE comporte 4 thmes principaux :

1. La ralisation du hourdis infrieur : prfabrication des dalles, pose et clavage des lments prfabriqus sur la charpente.

2. La ralisation du coffrage perdu du hourdis suprieur : prfabrication des prdalles, pose des prdalles, taiement des lments prfabriqus en vue du coulage du hourdis suprieur.

3. Le coffrage des encorbellements laide dquipages mobiles : dtermination des mthodes et de la cinmatique de coulage des plots de

bton, adaptations et modifications de lquipage mobile utilis sur la LGV Est

(Interface quipage/charpente/prdalles).

4. Le suivi budgtaire des travaux.

Le schma heuristique suivant prsente ces diffrents thmes et montre comment ils sarticulent entre eux.


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4. La prfabrication foraine des dalles et des prdalles

Lors de mon PFE, lun de mes plus importants travaux fut la conception, la mise en place et le suivi du chantier de prfabrication des dalles et des prdalles ncessaires la ralisation des tabliers des viaducs. Ce vritable chantier au sein mme du chantier de la LGV a constitu un rel challenge tant au niveau de la russite financire que du point de vue de la qualit des lments prfabriqus.

4.1. Le choix de la prfabrication foraine

Lors de ltude de prix, deux solutions taient prconises quant la prfabrication des dalles et des prdalles des viaducs. La premire tait de solliciter une entreprise extrieure de prfabrication dlments bton. La seconde solution tait dopter pour une prfabrication des lments sur le site mme du chantier de la LGV.

Aprs un calcul du cot de revient, la solution de prfabrication foraine a t prfre. En effet, elle offre de nombreux avantages et cela diffrents points de vue.

Tout dabord, mme si les dimensions des lments sont particulirement imposantes, leur gomtrie nest pas complique. Ainsi, il sest avr possible de sabstenir de coffrages complexes et de lourds moyens de dcoffrage et levage (Techniques que lon peut trouver dans des usines spcialise de prfabrication telle que KP1, Rector, Socarel, ).

De plus, le chantier de la LGV offre de nombreux sites permettant linstallation de lunit de prfabrication et le stockage des lments et sur un chantier de cette envergure, aucun risque de pnurie de main duvre.


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4.2. Le calepinage des dalles et des prdalles

Tout dabord, jai dtermin le calepinage des dalles. Cette premire tape fixe le nombre dlments prfabriquer ainsi que leurs longueurs et largeurs. (Voir annexes 1 et 2 : Dtail du calepinage des dalles et des prdalles du viaduc de Quenoche)

4.2.1. Les contraintes dimensionnelles des lments

Les lments doivent prendre appui sur les deux poutres PRS de la charpente principale. Les dalles sont positionnes sur les semelles infrieures des PRS et les prdalles sur les semelles suprieures. Lespacement entre les deux poutres PRS est gal quelque soit le viaduc. Ainsi, les lments prfabriqus ont tous la mme longueur :

- les dalles mesurent 5,24 m - les prdalles mesurent 5,42 m.

Fig. 4.2.1.1. : Coupe de principe des dalles et prdalles sur la charpente

La largeur des lments se doit dtre variable. En effet, tout au long des viaducs se trouvent de nombreux diaphragmes partageant ainsi chaque viaduc en travures de longueurs variables (de 9,75 11,75 m). Il sagit donc de poser un nombre entier dlments prfabriqus entre chaque diaphragme.

Fig. 4.2.1.2. : Perspective du positionnement des dalles entre deux diaphragmes

Poutre PRS

Diaphragme

Dalle


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Le nombre de 4 dalles semble tre le meilleur compromis car il impose ainsi une largeur de dalle variable mais infrieure 3,00 m pour lensemble des viaducs. Ce choix est important car il sagit de penser au transport des lments depuis laire de prfabrication jusquau chantier des viaducs (distance de 20km environ). Une largeur suprieure 2,50m impose dj un transport par convoi exceptionnel de catgorie 1 et, dun point de vue logistique et financier, un convoi exceptionnel dune catgorie suprieure ntait pas envisageable.

4.2.2. Le nombre dlments

Les contraintes dimensionnelles des lments prfabriquer ont donc t dfinies. Ainsi, partir des plans de chacune des charpentes fournis par lentreprise Eiffel, il a t possible de dterminer le nombre des dalles et des prdalles prfabriquer.

Viaduc Nombre de dalles Nombre de prdalles Linotte 144 144

Quenoche 152 152 Ognon 72 72

Corcelles 172 172 TOTAL = 540 540

4.3. La gomtrie des dalles et des prdalles

Afin de garantir des cadences de coulage et des cots relativement comptitifs, jai t amen repenser la gomtrie des dalles et des prdalles par rapport aux plans type du march. Le but tait de garantir une facilit de pose des dalles ainsi quun coffrage simple dutilisation et donc peu onreux. (Voir le plan de coffrage des dalles du viaduc de Linotte et le plan de coffrage des prdalles du viaduc de Linotte fourni en annexe)

4.3.1. La gomtrie des dalles

Daprs les plans type du march, les dalles devaient avoir deux goussets de part et dautre afin de laisser des aciers en attente horizontaux permettant de clave la dalle sur la charpente mtallique.

Fig. 4.3.1.1. : Vue en perspective des dalles prvues ltude

Cependant, cette solution sest trs vite rvle complexe dans sa mise en uvre. En effet, pour poser les dalles sur la charpente mtallique, il faut les passer entre les deux semelles

Gousset en bord de dalle Aciers horizontaux en attente


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suprieures des poutres PRS. Or, la prsence des aciers en attente ne permet pas le passage de la dalle.

De plus, cette forme tait complique couler, et il sagissait de dfinir un coffrage le plus simple possible afin de rester comptitif sur le plan financier (coffrage, main duvre, levage, ). Ainsi, en accord avec la matrise duvre, ces goussets sont supprims et remplacs par deux dcaissements. Dans ces dcaissements, se trouvent des fers en attente verticaux qui permettent le liaisonnement de la dalle avec la longrine de clavetage.

Fig. 4.3.1.2. : Vue en perspective des dalles prfabriques

Une fois cette modification accepte, il sest alors rvl possible de simplifier le coffrage en coulant, les dalles plat. Aussi, pour rendre le dcoffrage plus facile, il a t dcid de placer un fruit de 10% sur les cts de la dalle. Ce fruit a pour but de rduire sensiblement leffort dadhrence du coffrage sur le bton et donc de diminuer leffort ncessaire au dcoffrage de la dalle.

Fig. 4.3.1.3. : Plan de principe et ferraillage dune dalle

Dcaissement et aciers en attente verticaux


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4.3.2. La gomtrie des prdalles

La gomtrie des prdalles a galement t dfinie. Comme celles-ci sont utilises en tant que coffrage perdu, leur paisseur a t dimensionne 10cm par le bureau dtudes. En effet, les prdalles sont non collaborantes, c'est--dire quelles ne servent en rien dans le calcul de rsistance du tablier. Les prdalles sont donc uniquement dimensionnes sous leur propre poids et les charges dues lexcution des travaux (hommes, outillage, ferraillage du tablier, ). Lors de la phase de btonnage du tablier, les prdalles sont accroches laide de tiges lquipage mobile.

Cependant, toutes les tudes ont t excutes avec lhypothse dune hauteur de prdalle de 8cm. Il sest donc avr ncessaire de descendre les prdalles de 2cm, afin que le niveau final du tablier soit conforme au projet. Les prdalles possdent donc engravure de 2cm dans les prdalles sur tout le pourtour.

Fig. 4.3.2.1. : Plan de principe dune prdalle

Fig. 4.3.2.2. : Vue en perspective dune prdalle


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4.4. Le coffrage des dalles et des prdalles

Une fois la gomtrie des lments prfabriquer dfinie, jai conu et fait raliser le coffrage des dalles et des prdalles. Il sagissait en effet de dfinir des coffrages permettant de couler des dalles de largeurs variables, avec les meilleures cadences possibles tout en mobilisant le moins de main duvre lusage. (Voir le plan du banc de coffrage des dalles fourni en annexe)

4.4.1. Le coffrage prvu ltude

Ltude initiale prvue au march avait considr lutilisation dun coffrage vertical en bois et bton permettant de couler 4 dalles en mme temps. En effet, du fait de la prsence initiale des goussets, lutilisation dun coffrage vertical semblait la mieux adapte. Pourtant, ce type de coffrage est assez complexe raliser (noyau bton, banches et noyaux amovibles, ) et donc peu conomique.

Fig. 4.4.1. Coupe de principe du coffrage vertical de 4 dalles prvu lors de ltude

Or, du fait de la disparition des goussets dans la gomtrie des dalles, il a t possible de modifier les mthodes de coulage et de rflchir un systme de coffrage plat des dalles.

Ainsi, le choix sest port vers lutilisation de grandes tables coffrantes en acier, permettant de couler horizontalement les lments prfabriqus.


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4.4.2. Lutilisation des tables coffrantes

Afin de respecter les cadences, nous avons ralis 3 bancs de prfabrication de dimensions quasi- semblables : 7 m x 20 m. Le premier banc permet de coffrer et couler 7 prdalles chaque jour. Les deux autres bancs sont utiliss en alternance un jour sur deux, et permettent de coffrer et couler un jour 6 dalles et le jour suivant 7 dalles. Par ce systme, il est possible de dcoffrer les prdalles aprs un temps de prise de 20 heures et les dalles aprs un temps de prise suprieur 24 heures.

Fig. 4.4.2.1. : Vue du banc de prfabrication des prdalles

La dfinition du coffrage sest faite en partenariat avec la serrurerie du dpt de GTM Saint-Vulbas (69). Il sagissait alors de dfinir les joues amovibles et les joues fixes du coffrage.

Les joues de coffrage sont constitues de tles plies et sont faonnes avec un fruit de 10%. Ainsi, ce fruit permettra de limiter leffort dadhrence au dcoffrage des dalles et dviter de dmonter chaque jour lensemble des joues. Cette disposition fut prise dans loptique dun gain de temps certain pour la prfabrication. Des chanfreins 20x20 ont t dispos sur les arrtes vives de bton, afin de ne pas risquer dbrcher les dalles lors des diffrentes manutentions et de la pose.

Fig. 4.4.2.2 : Section dune joue de coffrage de dalle


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Fig. 4.4.2.3. : Vue en perspective des joues de coffrage de dalle

4.4.3. Cinmatique de montage des coffrages

La serrurerie du dpt de GTM a fourni les tables, et fabriqu les joues de coffrage. Une fois la livraison sur le chantier effectue, il a fallu procder au montage des tables coffrantes. Ce montage a dur 15 jours et a ncessit la prsence de 6 compagnons.

Fig. 4.4.3.1. : Schma de principe du montage des tables coffrantes

Les tables de prfabrication reposent sur des IPE 400. Une fouille de 50 cm est ralise lemplacement des tables, afin que celles-ci ne dpassent pas de plus de 40 cm au dessus du terrain naturel. Deux drains relis aux fosss dvacuation des eaux de pluies sont mis en place, vitant ainsi que leau ne saccumule dans la fouille. Les IPE reposent sur une couche de bton de propret. Ils sont mis en place un par un, laide dun chariot lvateur et de sangles.

TN +-0,00

40 cm max

Bton de propret

IPE 400

50 cm

Table coffrante 7 m

5,24 m Largeur variable


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Fig. 4.4.3.2. : Mise en place des IPE 400 sur un bton de propret

Les tables (7m x 2,5m) sont ensuite poses sur les IPE laide dun chariot lvateur et dlingues, rgles niveau et boulonnes entre elles afin de raliser 3 bancs de prfabrication de 7m x 20m.

Fig. 4.4.3.3. : Mise en place des tables coffrantes sur les IPE

Les joues de coffrage sont ensuite installes sur les tables. Ces joues ont une hauteur moyenne de 15cm et permettent le coffrage plat des dalles.


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Fig. 4.4.3.4. : Installation des joues de coffrage

Les bancs sont alors prts tre couls. Les joues fixes sont soudes aux tables et les joues amovibles sont solidement maintenues en place par un systme de butons.

Fig. 4.4.3.5. : Le coffrage de 7 dalles est prt tre coul

4.5. Le levage et la manutention

Du fait de la dimension des dalles (5,24m x 2,60m x 0,15m) et de leffort dadhrence du bton sur la tle du coffrage, une capacit de levage dau moins 9 tonnes est ncessaire (les plus grosses dalles psent 5 tonnes et leffort dadhrence du bton sur le coffrage est estim 4 tonnes). Lors de ltude de prix, ce poste reprsente environ 10% du budget total. Mon travail a donc consist en la dfinition et en loptimisation de tout le systme de levage et de manutention des lments prfabriqus.


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4.5.1. Loutil de levage

Lors de ltude, une grue tour, monte sur rails a t prconise. Cependant, linstallation dun tel systme ntait pas des plus judicieux : cots levs, modularit limite, ncessit dun grutier qualifi,

Ainsi, afin de rduire considrablement les cots relatifs au systme de levage, il a t dcid dutiliser un chariot lvateur dune capacit de 10 tonnes. Cet engin de la marque MERLO est trs maniable et, contrairement la grue, permet de dplacer les charges sur de grandes distances.

Fig. 4.5.1.1. : Le chariot lvateur de 10 tonnes

Cependant, cet engin nest quip que de fourches de levage. Or, afin de lever les dalles et les prdalles, un dispositif lingues est ncessaire. Jai donc conu, dimensionn puis fait ralis chez un serrurier sous-traitant un crochet de levage adaptable sur les fourches. (Voir annexe 3 : Note de calcul du crochet sur fourche)

Fig. 4.5.1.2. : Crochet de levage pour fourches de chariot lvateur


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4.5.2. Les boucles et ancres de levage

Les points de levage dans les lments prfabriqus sont galement dfinis. (Voir annexe 4 : Fiche de dimensionnement des ancres Arton)

Les prdalles : Du fait de leur faible paisseur (10 cm), seul un systme de boucles en acier doux est ralisable. De plus, daprs le bureau dtudes il est ncessaire de lever les prdalles par 8 points galement rpartis. Lutilisation dun palonnier est donc obligatoire.

Fig. 5.5.2.1. : Boucles en acier doux sur prdalle

Les dalles : La possibilit dutiliser des ancres il est envisageable. En effet, lpaisseur des prdalles est de 15 cm. Il est donc possible dy insrer et de ne prvoir quun systme de levage par 4 points. Ces ancres ont donc t dimensionnes. Mais ce systme cote 10% plus cher lachat et la pose que lutilisation de boucles simples en acier doux.

Jai donc conduit une tude comparative en listant les avantages et inconvnients des deux systmes afin didentifier le moyen de levage le mieux adapt au problme.

Ancres il Arton Boucles en acier doux Mise en place dans le coffrage

-

Mise en place assez dlicate et prcise

+ Mise en place par les ferrailleurs sous-traitant

Protection des points de levage

++ Lancre se trouve au fond dune rservation, pas de risque dtre abme

-

Boucle qui sort de la dalle, risque dtre plie, rupture,

Accrochage, levage + Ncessit dutiliser une main de levage spcifique

+/- Trs facile avec simple crochet de levage ./ plus dlicat si boucle de levage mal prserve

Traitement aprs pose ++ Trs facile : remplissage de la rservation avec un mortier prt lemploi.

--

Chaque point est reprendre 3 fois :

- dcoupe de la boucle - passage dun produit

passivant dacier - ragrage avec un mortier


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Suite cette tude, il a t dcid dutiliser les ancres il Arton. En effet, ce systme prsente plus de points positifs en comparaison lusage de boucles en acier doux. Notamment au niveau du traitement du dispositif aprs la pose de la dalle sur la charpente. En effet, pour les boucles en acier doux, ce traitement est assez contraignant et le temps de main duvre ncessaire lexcution de ces travaux nest pas pleinement matris.

Fig. 4.5.2.2. : Dtail du ferraillage de la dalle et de l ancre Arton

Fig. 4.5.2.3. : Levage de la dalle avec manille spcifique

4.6. Cinmatique de mise en uvre du bton et de dcoffrage

La mise en uvre du bton a lieu chaque matin. Il sagit en effet de couler 6 ou 7 dalles et 7 prdalles en 2 heures. Pour se faire, une quipe de 8 compagnons est ncessaire.

La mise en uvre du bton, se fait par dversement direct du bton dans le coffrage depuis la goulotte de la toupie. Le bton est tal laide de rteaux dans chacun des moules puis vibr par les vibreurs de peau durant une quarantaine de secondes. Le bton est alors rgl puis taloch soigneusement.


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Fig. 4.6.1. : Le bton est dvers dans le coffrage la goulotte

Un systme de fixation au dessus du coffrage permet de maintenir en place les douilles de levage Arton et leur coquille de rservation en caoutchouc.

Fig. 4.6.2. : Systme de maintien des ancres Arton

Aprs 24 heures de prise du bton, il est possible de dmonter les joues amovibles du coffrage. Puis, il sagit de dcoffrer chaque dalle par simple levage laide du chariot lvateur de 10 tonnes. Chaque dalle pse 5 tonnes environ, et la force dadhrence du bton sur le coffrage mtallique est estime 4 tonnes.


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Fig. 4.6.3. : Llingage des dalles se fait au niveau du centre de gravit de la pice

Fig. 4.6.4. : Le dcoffrage est ralis par simple levage laide du chariot lvateur


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4.7. Le stockage des lments prfabriqus

Les dalles sont stockes par piles de 4 dalles. Afin de lisoler du sol, la dalle la plus basse repose sur deux bastaings de 2,60 m de long poss plat (environ 1 bar sous chaque bastaing). Les dalles au-dessus sont spares des prcdentes par deux bastaings 63x175 de 2,00 m de long poss sur la tranche (afin dassurer lcartement ncessaire aux cadres en attente). Les parties en bton du dessous des dalles, faces qui seront visibles sous le tablier des viaducs et en contact avec le bois, sont protges par un plastique afin de ne pas marquer la dalle par contact prolong du bois sur le bton.

Fig. 4.7.1. : Principe de stockage des dalles prfabriques

Les prdalles quant elles sont stockes par piles de 7. Afin de lisoler du sol, la prdalle la plus basse repose sur deux bastaings de 2,60 m de long poss plat (environ 1,25 bar sous chaque bastaing). Les prdalles au-dessus sont spares des prcdentes par deux chevrons 60x80 de 2,00m de long.

Fers en attente (15 cm de haut.)

1,18 m

5,24 m

Bastaings sur la tranche (17,5 cm de haut.)

Bastaings plat (6,3 cm de haut.)

TN +-0,00


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Fig. 4.7.2. : Principe de stockage des prdalles

4.8. Le suivi des dalles et des prdalles

Pour les quatre viaducs des lots B2-B3-B4, plus de 500 dalles et prdalles sont prfabriquer. Il est donc essentiel de concevoir un planning de coulage des lments et de mettre un place un systme de suivi trs rigoureux des dalles ralises. Pour se faire, jai dfini un mode de dsignation des lments et conu un planning de coulage journalier. (Voir : - annexe 5 : Plan de coulage des dalles de Linotte

- annexe 6 : Planning de coulage des dalles de Linotte)

4.8.1. Lidentification des dalles

Le marquage des dalles et des prdalles seffectue sur la peau suprieure des lments prfabriqus laide dun marqueur appel Fixolide. Le but est de dsigner les dalles avec le moins de caractres possibles et ainsi faciliter le marquage et limiter les erreurs.

Il a t dcid que le marquage de chaque dalle sera constitu de : 1. une lettre qui dsigne linitiale du viaduc auquel la dalle est destine. 2. un chiffre qui dsigne le type de dalle (Ex : pour Linotte, il existe 7 types de dalles

marqus de 1 7) 3. un numro indice qui correspond lordre de coulage de la dalle

Ainsi, par exemple, on aura :

L3-57

Bastaings plat (6,3 cm de haut.)

TN +-0,00

Chevrons (6 cm de haut.)

5,42 m

1,25 m

Viaduc de Linotte Type de dalle

57ime dalle de Linotte coule


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Pour les autres viaducs, le mme type de notation sera conserv, seule linitiale change : Q pour Quenoche, O pour Ognon, C pour Corcelles.

On procde de mme pour lidentification des prdalles. En effet, il nest pas ncessaire de modifier la notation car la diffrence est visible du point de vue mme de la gomtrie des lments prfabriqus.

4.8.2. Le planning de coulage journalier

Le planning de coulage journalier est un document de suivi des dalles ralises et celles en prvision. Il rcapitule le jour de coulage des dalles, leurs dimensions, leur identification, et galement le volume de bton mettre en oeuvre.

Une feuille par jour est dite. Un tableau schmatise la position de chaque dalle sur le coffrage. Lquipe de compagnons suit alors ce plan pour coffrer les dalles aux bonnes dimensions. Ce document est pralablement distribu aux ferrailleurs qui connaissent alors les besoins en ferraillage, et sont donc capables de prfabriquer les cages darmatures lavance.

Les feuillets sont ensuite rassembls dans un classeur. Ainsi, si un dfaut de coffrage est observ lors de la pose des dalles, il sera possible de retrouver les dalles non-conformes. En effet, ce document indique prcisment la position de chaque dalle sur les coffrages.


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Fig. 4.8.2. : Exemple du planning de coulage des dalles au 15/05/07


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4.9. Linstallation de chantier de laire de prfabrication

4.9.1. Surface ncessaire

Nous avons dtermin au plus juste la surface de la plate forme ncessaire lexcution de ces travaux. La surface de plate-forme doit tre de 3500m minimum, permettant de prvoir :

- 1600 m pour les bancs de prfabrication et zones de circulations autour. - 400 m correspondant une zone de prfabrication des armatures mtalliques - 1500 m despace de stockage de nos lments prfabriqus.

4.9.2. Lemplacement de la plate-forme de prfabrication

Le site de linstallation de la plate-forme de prfabrication a t dfini en coopration avec les responsables de GTM Terrassement. En effet, afin de pouvoir conomiser un cot certain quant au terrassement de la plate-forme, nous souhaitions nous installer sur lemprise mme de la future ligne LGV.

Pour se faire, il a fallu dterminer une zone o nos installations ne drangeront ni les travaux de terrassement de la voie, ni les riverains. Il nous est alors apparu possible dinstaller cette plate-forme proximit de la centrale bton de Thieffrans.

Ainsi, la plate-forme se situe entre la piste daccs aux travaux de terrassement de la LGV et le trac du nouvel amnagement de la RD49. Le modelage de la plate forme est alors ralis par GTM Terrassement ; elle sera remblaye selon les plans du projet lorsque nous aurons quitt la zone (priode prvue novembre 2007).

Fig. 4.9.2. : Lamnagement de la plate-forme de prfabrication par GTM Terrassement.


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4.9.3. Le plan dinstallation de chantier

Linstallation de chantier est constitue :

- dun bungalow usage de bureau. Ce bungalow est reli au rseau lectrique public et est quip de leau courante,

- dun container pour le rangement du matriel de chantier,

- dun groupe lectrogne (60 kWa) pour lalimentation des vibreurs de peau des coffrages,

- dun abri pour plans : cet abri permet la lecture de plans mme lors dintempries,

- dun ensemble trpied et bac de rtention pour fts. Le trpied permet le stockage des fts de 200 litres dhuile de dcoffrage et de produit de cure. Le bac est plac sous le trpied et vite la dispersion des fuites de produit dans lenvironnement.


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Fig. 4.9.3. : Plan dinstallation du chantier de prfabrication


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4.10. La pose des lments prfabriqus

Une fois les dalles prfabriques, les lments doivent tre achemins sur les lieux des viaducs et poss sur la charpente mtallique.

Il sagit ainsi de transporter les dalles depuis la plate-forme de prfabrication Thieffrans jusqu la plate-forme de lancement des charpentes des diffrents viaducs. Les dalles y sont alors pr-stockes puis poses sur la charpente.

Ainsi, jai dfini lensemble des mthodes et des moyens mis en place quant aux travaux de pose des dalles.

4.10.1. Le transport des dalles

Le transport des dalles est essentiellement ralis par la piste de chantier longeant le trac de la LGV. Cette disposition est prise afin de limiter le nombre de convois exceptionnels (certaines dalles mesurent jusqu 2,65 m de large, ce qui ncessite un convoi exceptionnel de catgorie 1).

Une remorque plateau de 12 m de longueur est utilise pour le transport. La charge maximale de transport est de 25 tonnes. Chaque dalle pse entre 5 et 5,5 tonnes. Ainsi, il est possible de transporter 4 dalles par voyage.

Les dalles sont charges sur la remorque en 2 piles de 2 dalles laide du chariot lvateur prsent sur la plate-forme de prfabrication. Chaque pile est sangle afin dviter tout renversement du chargement lors du transport.

Fig. 4.10.1. : Schma du chargement sur la remorque

Une fois livres sur la plate-forme de lancement de chaque viaduc, les dalles sont alors stockes en attente dtre poses.

4.10.2. La pose des dalles

Il sagit de poser, selon les cas, 4 ou 5 dalles entre chaque diaphragme. Les dalles reposent sur une largeur de 7 cm sur les semelles infrieures des poutres PRS. Entre la semelle et la dalle, un joint doit tre mis en place afin dassurer ltanchit lors du coulage de la longrine de clavage.


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Fig. 4.10.2.1. : Coupe transversale de dalle sur la charpente

Entre deux dalles conscutives, un espace thorique de 16mm est requis. Cet cartement est seulement donn titre indicatif et pourra tre lgrement modifi lors de la mise en place des dalles.

Fig. 4.10.2.2. : Dtail de lcartement entre deux dalles conscutives

La semelle infrieure de la charpente mtallique nest pas continuellement la mme hauteur. En effet, lpaisseur des semelles des poutres PRS est variable. Ainsi, certaines dalles chevauchent ces changements dpaisseur. Pour se faire, il faut rapporter un calage en mortier sous la dalle en porte faux.

Fig. 4.10.2.3. : Dtail de lcartement entre deux dalles conscutives

Mortier


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4.11. La procdure Qualit Scurit Environnement

Les moyens mis en uvre et les mthodes dfinis, jai rdig la procdure dexcution relative au chantier de la prfabrication des dalles et des prdalles. (Voir : - Annexe 7 : Procdure de prfabrication et stockage des dalles et prdalles

- Annexe 8 : Procdure de pose des dalles sur plate-forme de lancement)

4.11.1. Dfinition de la procdure dexcution

Cette procdure prcise les moyens mis en uvre, la mthodologie de ralisation ainsi que les contrles effectuer pour un type de travaux dfinis. La procdure est soumise lapprobation du matre duvre puis explique et commente au chef de chantier charg de lexcution des travaux.

La procdure d'excution est un document qui doit dcrire : le mode de ralisation d'une phase d'excution ou d'une technique particulire

employe sur le chantier, les moyens mettre en uvre : humains et matriels, les moyens de contrles, les risques pour chaque phase de travail, au niveau du personnel propre

lentreprise, du personnel des entreprises extrieures et de lenvironnement.

Fig. 4.11.1. : Schma fonctionnel de la procdure dexcution

Procdure dexcution

Descriptif du droulement de la tche

P.O.C. (Plan dorganisation des Contrles)

Fiches de suivi

Analyse technique

Analyse des risques sur la Sant Scurit

au Travail

Analyse des risques environnementaux

Moyens matriels et humains

Scurit

Qu

alit

En

viron

nem

ent


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4.11.2. Le Plan dOrganisation des Contrles

La procdure dexcution comporte le Plan dOrganisation des Contrles (POC). Celui-ci identifie lensemble des contrles et des points d'arrt ayant trait la Scurit, la Qualit et lEnvironnement.

Le Plan dOrganisation des Contrles comporte pour chaque tche : - La nature du contrle (rsistance du bton, cte, ), - Qui contrle (laboratoire de contrle, chef de chantier, ), - A quelle frquence ( chaque btonnage ou toutes les toupies), - Quel rsultat est attendu (30 MPa, 10 cm), - Quelle est la tolrance (> 15 MPa, 8 +/- 2 cm), - La formalisation et le support (PV crasement, Bon de Livraison, Fiche de Suivi), - Point critique (Oui / Non), - Point darrt (Oui / Non).

De ces points de contrle dcoule la fiche de suivi. Cette fiche permet de formaliser chaque contrle et sera conserve comme preuve dans le dossier de rcolement.

4.12. Le suivi financier des travaux de prfabrication

Le choix de raliser les dalles en prfabrication foraine est un choix principalement financier. Il est donc primordial de comparer le budget lvolution des dpenses et ainsi pouvoir les contrler. Jai donc ralis ce travail de suivi financier tout au long de lavancement des travaux. Jai ainsi pu le comparer au budget prvu ltude et connatre prcisment le prix de revient de chaque lment prfabriqu. (Voir annexe 9 : Calcul du prix de revient des lments prfabriqus)

4.12.1. Suivi et contrle des dpenses

Lors de ltude de prix, un budget de 610 000 euros a t dfini. Ce cot estimatif est ventil en 8 catgories de dpenses :

Lamnagement de la plate-forme de prfabrication : Cot des travaux de terrassement de la zone, dajout de remblais et de nivellement,

Les moyens sur le chantier : Cot de locations et dachats des diffrents quipements du chantier tels que le bungalow, le container, le groupe lectrogne,

Les bancs de prfabrication : Cot de location du matriel de coffrage des lments prfabriqus,

Les moyens de levage : Cot dutilisation et de fonctionnement de loutil de levage des lments prfabriqus,

Matriel consommable : Cot du petit outillage, bois de coffrage, huile de dcoffrage,

Ralisation des dalles et prdalles : Cot de ralisation des lments prfabriqus (main duvre et matriaux).


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A partir de ce tableau, il est alors possible de rentrer les dpenses relles. Ainsi, connaissant lavancement des travaux, on connat lcart cumul entre les dpenses et le budget.

A partir de ces rsultats, il est possible dtablir un premier bilan financier la fin du mois de mai 2007.

On peut par exemple remarquer que le cot de terrassement de la plate-forme a t trs sous-estim lors de ltude de prix. Cependant, le prix du banc de coffrage est beaucoup moins important que prvu. En effet, le cot dutilisation des tables coffrantes est deux fois moins important que le cot de mise en place dun coffrage de dalles vertical. De mme, ltude de prix prconisait lutilisation dune grue. Or comme le choix sest port sur lutilisation dun chariot lvateur, le cot des moyens de levage a pu tre divis par deux. Ainsi, les conomies ralises sur ces deux postes permettent de compenser le cot de la plate-forme.

Le cot de ralisation des dalles et des prdalles se rvle tre trs proche du cot prvisionnel. En effet, le respect des cadences de coulage a permis de contrler le nombre dheures de main-doeuvre.


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4.12.2. Le calcul du cot de revient des lments prfabriqus

Le prix de revient des lments prfabriqu est calcul partir des dpenses ralises sur les mois davril et de mai. Il sagit donc de dfinir pour chacun des viaducs le prix au m des dalles et des prdalles. Ce prix dpend du nombre dlments prfabriquer, de la surface coffrer, et galement du temps que durera le chantier de prfabrication.

Le tableau suivant donne, pour chaque viaduc, le prix de revient des lments raliss en prfabrication foraine. Il est alors possible de comparer ces chiffres aux devis des usines de prfabrication extrieures et aux cots de ltude de prix.

Globalement le prix de revient des dalles en prfabrication foraine est 20% moins cher que pour une prfabrication extrieure en usine. De mme, grce aux conomies sur le coffrage et les moyens de levage, une conomie de 8% est ralise par rapport ltude de march.

Le bilan financier de la prfabrication foraine est donc, dans lensemble, trs positif. Pourtant, il est envisageable lamliorer encore. En effet, des pourparlers sont en cours afin de proposer la vente de dalles aux autres entreprises engages dans la construction des viaducs sur les autres lots de la LGV Rhin-Rhne.


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5. Equipages mobiles

Afin de raliser le hourdis suprieur des tabliers des viaducs, lutilisation dquipages mobiles est ncessaire. En effet, les hourdis suprieurs des viaducs sont tous de forme identique. Ainsi, il est possible de coffrer le hourdis suprieur avec le mme outil quelque soit le viaduc.

5.1. Cahier des charges de lquipage mobile

Dans un premier temps, jai t amen dfinir le cahier des charges de lquipage mobile. Ce cahier des charges a permis de connatre prcisment les besoins dun tel outil.

5.1.1. Description

Il sagit de dfinir lensemble des besoins pour la conception et/ou la construction de deux quipages mobiles permettant de raliser 1400m de tablier rpartis sur 4 viaducs : Linotte (362m), Quenoche (420m), Ognon (175m), Corcelles (445m). Les ouvrages sont de types tabliers mixtes bi-poutres avec encorbellement, dont la partie centrale du tablier est coffre laide de prdalles non collaborantes.

Ainsi, les quipages ont pour rle de : coffrer les encorbellements, soutenir les prdalles entre les deux poutres mtalliques, reprendre le poids du bton du hourdis suprieur.

5.1.2. Caractristiques

Dans la mesure du possible, les quipages seront : de structure simple et facile dutilisation (142 plots de btonnage sont raliser et

le but est de limiter les heures de main duvre) rigides (les encorbellements doivent tre coffrs avec une tolrance intrados et

extrados de 25mm) maniables pour le dplacement (lquipage doit se dplacer le long 1400 m de

viaducs)

Les quipages seront conus pour raliser : des plots de bton de 11,75m de longueur au maximum et de 12,80m de largeur, des encorbellements de 3,20m de largeur, et soutenir les prdalles entre les poutres.


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Le tableau suivant rcapitule les diffrentes longueurs de plots de bton raliser par viaducs.

Viaduc de Linotte

Equipage nb plots longueur 1 3 10,70 1 14 10,00 33 plots de 10,70 m 2 19 10,00 3 plots de 10,00 m

36 plots 362 m Viaduc de Quenoche

Equipage nb plots longueur 1 4 10,75 1 15 11,00 1 1 11,75 4 plots de 10,75 m 2 15 11,00 30 plots de 11,00 m 2 3 11,75 4 plots de 11,75 m

38 plots 420,0 m Viaduc de Corcelles

Equipage nb plots longueur 1 4 9,25 1 5 9,60 1 5 10,20 4 plots de 9,25 m 1 8 11,00 14 plots de 9,60 m 2 9 9,60 5 plots de 10,20 m 2 13 11,00 21 plots de 11,00 m

44 plots 445,0 m Viaduc de l'Ognon

Equipage nb plots longueur 1 4 6,75 1 4 7,50 1 4 7,75 2 2 6,75 8 plots de 7,50 m 2 4 7,50 10 plots de 7,75 m 2 6 7,75 6 plots de 6,75 m

24 plots 175 m

Tableau rcapitulatif des longueurs de plots de bton raliser par viaducs


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5.1.3. Contraintes supplmentaires

Les plots de btonnage sont raliss par pianotage. Un temps de prise de bton de 24h et ncessaire avant dcoffrage. Aussi, lutilisation de 2 quipages est envisageable afin de gagner du temps : un quipage coffre les plots sur les appuis, le deuxime coffre les plots en trave.

Le ferraillage est lanc par plots avant montage des quipages, sur toute la longueur des tabliers. Ainsi, dans la cinmatique de dplacement, la structure de lquipage doit tenir compte de la position des aciers.

Les manuvres de coffrage-dcoffrage-dplacement seront raliss par lhydraulique afin de rduire les tches manuelles. Aucune fixation sur les mes des poutres autre que des appuis simples nest possible. Ces appuis comporteront des pieds coniques afin de les dgager facilement du bton aprs le coulage.

Les quipages seront dots de toutes les passerelles daccs ncessaires (serrage/desserrage des tiges, mise en place des bches, entretiens, ) Un gabarit dune hauteur dhomme sera respect sous les poutres porteuses.

Un systme de bche est prvoir. En effet, on utilisera les quipages en hiver, et il pourra tre ncessaire de chauffer le plot btonn.

La premire mise en service des quipages est prvue le 31 juillet 2007. Les quipages doivent donc tre fonctionnels pour cette date.

5.2. Les quipages de la LGV Est

5.2.1. La rutilisation dquipages existants

Une fois le cahier des charges des quipages dfini, jai t amen lancer une consultation pour la conception et lachat de deux quipages neufs.

A lissue de cette consultation, la meilleure offre de prix reu tait de 155 000 euros. Cependant, une autre solution, a t propose. En effet, le groupe GTM possde dj deux quipages mobiles ayant, entre autre, servis dernirement pour la construction des ouvrages de la LGV Est, entre Paris et Strasbourg. Il a donc t dcid de rutiliser ces deux quipages sur le chantier de la LGV Rhin-Rhne.


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5.2.2. La structure des quipages mobiles

Les quipages qui vont tre utiliss pour le coffrage des hourdis existent depuis de nombreuses annes. Ils ont donc t modifis de nombreuses fois afin de rpondre toutes les contraintes rencontres sur les diffrents chantiers.

Cependant, la structure gnrale est toujours reste la mme. Simple de conception et ayant dj fait ses preuves, il a t dcid de conserver cette mme gomtrie pour le chantier de la LGV Rhin-Rhne.

Fig. 5.2.2. : Vue en 3 dimensions de la structure de lquipage

Lossature de lquipage est donc compose de :

Quatre chaises (en jaune) : ces chaises sont les appuis de lquipage sur la charpente mtallique. Ces chaises sont installes avant la mise en uvre du bton, puis retires une fois lquipage dplac.

Deux skis (en rouge) : ces deux HEB 600 sont la base de lquipage mobile. Ils permettent loutil de glisser sur les chaises durant les phases de dplacement de loutil.

Deux poutres porteuses (en bleu) : constitues de deux HEB 600, ces poutres porteuses reprennent intgralement la charge apporte par le poids du bton frais. En effet, elles sont le support des C dencorbellement (en rose) mais galement des tiges dtaiement soutenant les prdalles.

C dencorbellement (en rose) : ces C soutiennent le coffrage des encorbellement. Ils sont relis aux poutres porteuses par une liaison pivot, permettant une rotation et donc le dcoffrage des encorbellements.

Coffrage des encorbellement : ce coffrage est constitu de vaux mtalliques (en marron) soutenus par des poutres HEB 220 (en vert) fixs sur les C dencorbellement.


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5.2.3. Cinmatique dutilisation de lquipage

Lquipage mobile permet de coffrer environ 11 mtres linaires du hourdis suprieur des tabliers des viaducs. Loutil travaille par plots : 142 coffrages/dcoffrages sont raliser pour lensemble des 4 viaducs.

La cinmatique dutilisation de lquipage est la suivante :

1. Dcoffrage du plot prcdemment btonn : Aprs la prise du bton, les C dencorbellement sont mis en rotation laide de vrins ce qui permet le dcoffrage.

Fig. 5.2.3.1. : Dcoffrage du plot prcdemment btonn

2. Avancement de loutil sur la charpente : Une fois les C dcoffrs, lquipage est prt tre gliss. De nouvelles chaises sont installes en avant sur la charpente. Puis lquipage, tir laide dun treuil, glisse sur ses skis et est positionn sur le plot suivant.


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Fig. 5.2.3.2. : Avancement de lquipage sur la charpente

3. Coffrage du plot suivant : Lorsque lquipage est en place, les C sont alors repositionns en position coffrante. Il est alors possible de procder au nouveau btonnage.

Fig. 5.2.3.3. : Coffrage du nouveau plot btonner


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5.3. Les modifications apportes aux quipages

Lquipage utilis sur la LGV Est a t dimensionn pour ne coffrer que des plots de 10,50 m. Or, dans la configuration des viaducs de la LGV Rhin-Rhne, les plus grands plots mesurent 11,75m. Il a donc fallu prvoir une adaptation et modifier certaines pices de la structure.

Le but de ces modifications est dobtenir une valeur de flche maximale du plot btonn conforme aux demandes du matre duvre, savoir 25mm.

Le dveloppement ci-dessous prsente les principales modifications apportes la structure de loutil coffrant, ainsi que lvolution des valeurs de flche. Les calculs ont t raliss laide du logiciel RDM 6 et la note de calcul donne en annexe indique le dtail des rsultats.

(Voir annexe 10 : Note de calcul de lquipage mobile) (Voir plans de lquipage mobile)

5.3.1. Le raidissement de la structure des vaux

Les profils porteurs des vaux sont des HEB 220. Sur lquipage de la LGV Est, ces profils sont au nombre de 2 et mesurent 12 m. Ces profils sont soutenus par les deux C dencorbellement, dentraxe 5,33m.

Fig. 5.3.1.1. : Configuration de lquipage deux profils porteur de vaux

Cependant, afin de raliser les plots de 11,75m de la LGV Rhin-Rhne, ces profils doivent mesurer 14m de longueur. Il y a donc une augmentation de la porte, et donc une augmentation de la flche de ces profils. En solution, il a t propos de renforcer ces profils porteurs des vaux par lajout dun 3ime HEB 220.

Poutre porteuse HEB 600

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