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● Comprendre les systèmes d'échafaudage mobiles
● Types de systèmes d'échafaudage mobiles
● Avantages de l'utilisation de systèmes d'échafaudage mobiles
● Défis dans la mise en œuvre des systèmes d'échafaudage mobiles
>> 1. Stabilité structurelle
>> 2. Complexité du design
>> 3. Défis logistiques
>> 4. Implications des coûts
>> 5. Préoccupations de sécurité
● Études de cas
>> Étude de cas 1: pont Rio Sousa
>> Étude de cas 2: système d'échafaudage mobile NRS
>> Étude de cas 3: infrastructure Thyssenkrupp
● Conclusion
● FAQ
>> 1. Qu'est-ce qu'un système d'échafaudage mobile?
>> 2. Quels sont les avantages de l'utilisation de MSS dans des projets de pont?
>> 3.Comment un MSS aérien diffère-t-il d'un MSS sous-tendu?
>> 4.Quelles mesures de sécurité doivent être mises en œuvre lors de l'utilisation de MSS?
>> 5. Les systèmes d'échafaudage mobiles peuvent-ils être utilisés pour les ponts à grande place?
● Citations:
La construction de ponts est une entreprise complexe et difficile, nécessitant souvent des solutions d'ingénierie innovantes pour surmonter divers obstacles. Parmi ces solutions, Les systèmes d'échafaudage mobiles (MSS) ont émergé comme une technologie pivot dans la construction de ponts modernes, en particulier pour les ponts en béton coulé en place. MSS offre de nombreux avantages, notamment une efficacité améliorée, une réduction du temps de construction et une meilleure sécurité. Cependant, la mise en œuvre de MSS dans les projets de pont n'est pas sans défis. Ces défis vont de la stabilité structurelle et des complexités de conception aux obstacles logistiques, aux implications des coûts et aux problèmes de sécurité. Cet article plonge dans les défis multiformes associés à la mise en œuvre du système d'échafaudage mobile dans la construction de ponts, explore des solutions potentielles et fournit des études de cas réels pour illustrer ces points.
Comprendre les systèmes d'échafaudage mobiles
Un système d'échafaudage mobile est une forme spécialisée et auto-lancinante utilisée dans la construction de ponts, en particulier pour les ponts en béton précontraint avec des segments ou des portées qui sont coulées en place [2]. Contrairement à l'échafaudage traditionnel, qui reste stationnaire, un MSS se déplace en continu à mesure que chaque segment de pont est terminé. Ce système prend en charge le coffrage tandis que le béton guérit [2]. Une fois le segment terminé, l'échafaudage et les formes sont déplacés à la fin du nouveau segment, et un autre segment est versé [2].
Il est important de ne pas confondre MSS avec le lancement des machines de portique, bien qu'elles semblent superficiellement similaires. Les deux systèmes présentent de longues poutres couvrant plusieurs portées de pont et se déplacent avec le travail pour la soutenir temporairement, mais le lancement de gantries soulevant et soutient les segments de pont préfabriqués et les poutres de pont, tandis que le MSS est utilisé pour la construction en place de plâtre [2].
Types de systèmes d'échafaudage mobiles
Il existe deux principaux types de MSS:
1. MSS aérien: Dans ce système, les formulaires sont suspendus des poutres de support situées au-dessus du niveau du pont de pont [2].
2. MSS sous-tend: Ici, les formulaires sont soutenus par des poutres positionnées sous le niveau du pont de pont [2].
Les deux types offrent des avantages uniques en fonction des exigences spécifiques du projet Bridge. Par exemple, les MSS sous-tendus peuvent faciliter la démolition plus rapide des ponts [6].
Avantages de l'utilisation de systèmes d'échafaudage mobiles
Avant de discuter des défis, il est essentiel de reconnaître les avantages qui font de MSS un choix préféré dans de nombreux projets de construction de ponts:
- Joints réduits: MSS minimise le nombre de joints dans la structure du pont, car les segments coulés en place sont généralement plus longs que les segments préfabriqués [2].
- Intégrité structurelle améliorée: en réduisant le nombre de joints, MSS améliore l'intégrité structurelle globale du pont.
- Fonctionnement efficace: MSS permet la construction continue, la réduction des temps d'arrêt et l'accélération de l'achèvement du projet [4].
- REFECTIVITÉ: Malgré l'investissement initial, le MSS peut entraîner des économies de coûts à long terme grâce à une conception optimisée et à une réduction des coûts de main-d'œuvre [4].
- Adaptabilité: le MSS peut être adapté à différentes coupes, permettant aux entrepreneurs de réutiliser l'équipement de divers projets [4].
Défis dans la mise en œuvre des systèmes d'échafaudage mobiles
Malgré les nombreux avantages, la mise en œuvre de systèmes d'échafaudage mobile dans la construction de ponts présente des défis importants qui doivent être résolus pour assurer la réussite du projet.
1. Stabilité structurelle
Assurer la stabilité structurelle est une préoccupation primordiale lors de l'utilisation de MSS. La flexibilité inhérente des matériaux d'échafaudage peut entraîner une instabilité aux joints et aux connexions. Cette instabilité peut être exacerbée par des facteurs externes tels que les charges de vent, les vibrations du trafic à proximité et les charges dynamiques pendant la déversement de béton.
Sous-palmes:
- Charge du vent: les ponts sont souvent construits dans des zones exposées à des vents violents, ce qui peut créer des forces latérales importantes sur la structure d'échafaudage.
- Charges dynamiques: le processus de versement du béton et de déplacement du MSS lui-même introduit des charges dynamiques qui peuvent affecter la stabilité.
- Fatigue matérielle: L'utilisation continue et l'exposition aux éléments environnementaux peuvent entraîner une fatigue matérielle, affaiblissant l'intégrité structurelle de l'échafaudage.
Solutions:
- Systèmes de contreventement robustes: la mise en œuvre de systèmes de contreventement complets peut améliorer la stabilité en distribuant des charges plus uniformément et en réduisant les concentrations de contraintes.
- Surveillance en temps réel: utiliser des capteurs et des systèmes de surveillance pour suivre les déviations structurelles et les contraintes en temps réel peut fournir des avertissements précoces d'une instabilité potentielle.
- Inspections régulières: effectuer des inspections régulières pour identifier et traiter tous les signes d'usure, de dommages ou de désalignements dans la structure d'échafaudage.
2. Complexité du design
La conception d'un MSS doit tenir compte d'une myriade de facteurs, notamment la longueur de la portée, la capacité de charge, les conditions du site et les exigences architecturales spécifiques. La création d'un système à la fois efficace et adaptable aux besoins variables du projet peut être une tâche complexe.
Sous-palmes:
- Variation de longueur de portée: les ponts ont souvent des longueurs de portée variables, ce qui nécessite que le MSS soit adaptable à différentes configurations.
- Exigences de capacité de charge: le MSS doit être conçu pour soutenir le poids du coffrage, du béton humide, de l'équipement de construction et du personnel, avec une marge de sécurité adéquate.
- Conditions spécifiques au site: Les conditions du sol, les facteurs environnementaux et les contraintes d'accessibilité peuvent tous avoir un impact sur la conception et le fonctionnement du MSS.
Solutions:
- Analyse des logiciels avancés: L'utilisation de logiciels sophistiqués pour l'analyse structurelle peut aider les ingénieurs à optimiser la conception du MSS, en s'assurant qu'il répond à toutes les exigences de performance.
- Conception modulaire: l'adoption d'une approche de conception modulaire permet une plus grande flexibilité et adaptabilité, car les composants individuels peuvent être facilement reconfigurés ou remplacés pour répondre aux besoins spécifiques du projet.
- Collaboration entre les disciplines: encourager une collaboration étroite entre les ingénieurs en structure, les architectes et les directeurs de la construction dès le début du projet peut garantir que toutes les considérations de conception sont adéquatement abordées.
3. Défis logistiques
Le transport et l'assemblage du MSS peuvent être difficiles sur le plan logistique, en particulier dans les zones éloignées ou urbaines avec un accès limité. La nécessité des grues et autres équipements de charges lourds peut augmenter les coûts et compliquer la planification des projets.
Sous-palmes:
- Accès limité: De nombreux chantiers de construction de ponts sont situés dans des zones avec un accès routier limité ou un terrain difficile, ce qui rend difficile le transport de grands composants MSS.
- Disponibilité de l'équipement: la coordination de la disponibilité des grues et d'autres équipements de levage peut être problématique, en particulier dans les zones à forte demande.
- Assemblage sur place: L'assemblage du MSS sur place nécessite une main-d'œuvre qualifiée et un équipement spécialisé, ajoutant à la complexité logistique.
Solutions:
- MSS auto-lancière: le développement de MSS auto-lancières qui ne nécessitent pas d'équipement de levage externe peut réduire considérablement les charges logistiques et les coûts associés [4].
- Planification stratégique du transport: la planification des voies de transport méticuleusement et la coordination avec les autorités locales peuvent assurer la livraison en temps opportun des matériaux et de l'équipement.
- Pré-assemblage: pré-assemblage autant de MSS que possible hors site peut minimiser le temps d'assemblage sur place et réduire le besoin d'équipements de charge intense.
4. Implications des coûts
Bien que MSS offre des économies de coûts potentielles grâce à une efficacité accrue, les coûts de configuration initiaux peuvent être substantiels. L'investissement dans des matériaux avancés, des équipements spécialisés et une main-d'œuvre qualifiée peut dissuader certains entrepreneurs d'adopter ces systèmes.
Sous-palmes:
- Investissement initial élevé: les coûts initiaux associés à l'achat ou à la location d'un MSS peuvent être prohibitifs pour les petites entreprises de construction.
- Coûts de maintenance: le maintien d'un MSS nécessite des inspections, des réparations et des remplacements des composants réguliers, ce qui a augmenté le coût global.
- Coûts de main-d'œuvre qualifiés: l'exploitation et le maintien d'un MSS nécessitent une main-d'œuvre qualifiée, qui commande des salaires plus élevés.
Solutions:
- Analyse coûts-avantages approfondie: effectuer une analyse complète des coûts-avantages peut aider les parties prenantes à comprendre le potentiel d'épargne à long terme du MSS par rapport aux méthodes traditionnelles.
- Options de financement: Explorer les options de financement telles que la location ou le partenariat avec les fournisseurs d'équipements peut atténuer le fardeau financier initial.
- Ingénierie de valeur: la mise en œuvre des principes d'ingénierie de la valeur peut aider à optimiser les processus de conception et de construction, en réduisant les coûts sans compromettre les performances.
5. Préoccupations de sécurité
La sécurité est de la plus haute importance dans tout projet de construction, en particulier lorsque vous travaillez à des hauteurs avec MSS. La nature dynamique de ces systèmes nécessite que les travailleurs restent vigilants sur les dangers potentiels.
Sous-palmes:
- Travailler en hauteur: la construction de ponts implique de travailler à des hauteurs considérables, d'augmenter le risque de chutes et d'autres accidents.
- Dysfonctionnements de l'équipement: les défaillances mécaniques ou les dysfonctionnements du MSS peuvent présenter de graves risques de sécurité.
- Erreur humaine: les erreurs de fonctionnement ou d'entretien peuvent entraîner des accidents et des blessures.
Solutions:
- Formation complète en matière de sécurité: la mise en œuvre de programmes de formation en sécurité rigoureux pour tous les travailleurs impliqués dans le fonctionnement et la maintenance du MSS est crucial.
- Audits de sécurité réguliers: la réalisation d'audits de sécurité et d'inspections régulières peut aider à identifier et à traiter les dangers potentiels avant de conduire à des accidents.
- Adhésion aux normes de l'industrie: suivre les normes et les meilleures pratiques de sécurité de l'industrie établies peut minimiser les risques et assurer un environnement de travail sûr.
Études de cas
Pour illustrer les défis et solutions associés à la mise en œuvre de systèmes d'échafaudage mobiles dans la construction de ponts, examinons quelques études de cas:
Étude de cas 1: pont Rio Sousa
Le projet Rio Sousa Bridge au Portugal a utilisé un MSS aérien innovant pour construire des ponts de pont en béton en cas de fonte [3]. Le système comportait une structure en acier similaire à un 'Bowstring, ' avec un accord supérieur cintré et un accord inférieur activement contrôlé par un système de précontrainte organique (OPS) lors de la déversement en béton et de la précontrainte du pont [3].
Défis:
- Conception complexe: Le pont nécessitait une conception qui pourrait accueillir des étendues jusqu'à 50 mètres tout en conservant une stabilité structurelle [3].
- Capacité de chargement: le MSS nécessaire pour soutenir le poids du béton, du coffrage et de l'équipement tout en minimisant la déviation à mi-parole [3].
Solutions:
- Technologie OPS: la mise en œuvre de la technologie OPS a permis une surveillance continue de la structure d'échafaudage, améliorant les niveaux de sécurité et permettant un contrôle de déviation à mi-parole [3].
- Structures transversales: les structures transversales ont été conçues pour construire des ponts de pont avec une pente longitudinale maximale de 5%, permettant une construction polygonale avec des segments de 5 mètres de long, améliorant l'approximation de la forme directe [3].
Étude de cas 2: système d'échafaudage mobile NRS
Le MSS NRS a été déployé avec succès dans de nombreux projets de pont dans le monde, démontrant son adaptabilité et son efficacité [4]. Sa conception légère facilite l'assemblage et le fonctionnement plus faciles.
Défis:
- Coûts de construction élevés: les MSS traditionnels nécessitent souvent des équipements de main-d'œuvre et de levage externes importants, augmentant les coûts de construction [4].
- Accessibilité: accéder aux supports de support de la jetée sur l'eau ou sur des piliers élevés peut être difficile et coûteux [4].
Solutions:
- MSS auto-lancière (SL-MSS): NRS a développé le SL-MSS, qui peut transférer vers l'avant et monter les supports de support de la jetée sans équipement de levage externe, réduisant les coûts et améliorant l'efficacité opérationnelle [4].
- Conception optimisée: le NRS MSS dispose d'une conception optimisée qui réduit la quantité d'acier requise tout en maintenant une capacité de charge élevée [8].
Étude de cas 3: infrastructure Thyssenkrupp
L'infrastructure de Thyssenkrupp a fourni une solution personnalisée pour un pont de poutre à boîte semi-intégrale avec plus de 30 mètres de haut et une portée standard allant jusqu'à 57 mètres [9]. Le projet consistait à construire deux superstructures parallèles avec des transfert de changements et des pentes longitudinales [9].
Défis:
- Changer des croisements et des pentes: l'adaptation du coffrage aux transversaux et les gradients du pont était un défi important [9].
- Capacité limitée du matériel de levage: la capacité du train de levage dans les sections de construction standard était limitée [9].
Solutions:
- Construction de roulements variables en trois dimensions: Un échafaudage mobile fonctionnant sous la superstructure avec une construction de roulements variables en trois dimensions a été choisi pour adapter la position et la forme du coffrage [9].
- Structure d'échafaudage à pilier modulaire: Une structure d'échafaudage à pilier modulaire a été conçue pour minimiser les poids d'assemblage lors du déplacement des échafaudages [9].
Conclusion
La mise en œuvre de systèmes d'échafaudage mobiles dans la construction de ponts est une entreprise complexe qui présente de nombreux défis. Bien que MSS offre des avantages importants en termes d'efficacité, de rentabilité et d'intégrité structurelle, il est essentiel de relever les défis associés pour assurer la réussite du projet. En se concentrant sur la stabilité structurelle, la complexité de conception, les obstacles logistiques, les implications des coûts et les problèmes de sécurité, les professionnels de la construction peuvent exploiter efficacement la technologie MSS pour construire des ponts à la fois durables et esthétiques. L'innovation dans la conception, les matériaux et les techniques de construction continuera de conduire l'évolution du MSS, ce qui en fait un outil indispensable dans la construction de ponts modernes.
FAQ
1. Qu'est-ce qu'un système d'échafaudage mobile?
Un système d'échafaudage mobile (MSS) est une forme spécialisée et auto-lancière utilisée dans la construction de ponts, en particulier pour les ponts en béton précontraint avec des segments ou des portées qui sont coulées en place [2]. Il prend en charge le coffrage tandis que le béton guérit et se déplace en continu lorsque chaque segment est terminé [2].
2. Quels sont les avantages de l'utilisation de MSS dans des projets de pont?
MSS offre plusieurs avantages, notamment des articulations réduites, une intégrité structurelle améliorée, un fonctionnement efficace, une rentabilité et une adaptabilité [2] [4]. Il minimise le nombre d'articulations, améliore l'intégrité structurelle globale, réduit les temps d'arrêt et peut être adapté à différentes sections transversales pour divers projets [2] [4].
3.Comment un MSS aérien diffère-t-il d'un MSS sous-tendu?
Dans un MSS aérien, les formulaires sont suspendus à des poutres de support au-dessus du niveau du pont de pont, tandis que dans un MSS sous-tendu, les formulaires sont soutenus par des poutres positionnées sous le niveau du pont de pont [2]. Chaque type offre des avantages uniques en fonction des spécifications du projet [2].
4.Quelles mesures de sécurité doivent être mises en œuvre lors de l'utilisation de MSS?
Les mesures de sécurité comprennent une formation complète pour les travailleurs, des audits de sécurité réguliers, des systèmes de contreventement robustes pour la stabilité, l'adhésion aux normes de sécurité de l'industrie et la surveillance en temps réel des déviations structurelles et des contraintes [1] [3].
5. Les systèmes d'échafaudage mobiles peuvent-ils être utilisés pour les ponts à grande place?
Oui, les systèmes d'échafaudage mobiles sont particulièrement efficaces pour les ponts à grande place en raison de leur capacité à soutenir des charges importantes tout en maintenant l'intégrité structurelle pendant la construction [3] [8]. Des systèmes comme le système d'échafaudage mobile aérien ont été utilisés pour construire des ponts avec des portées allant de 70 m à 90 m [3].
Citations:
[1] https://www.scafom-rux.com/en/sffolding-blog/saffolding-in-the-infrastructure-sector-types-of-scafolding-and-challenge-in-bridge-contratment
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Movable_ScAffolding_System
[3] https://www.adfconsultores.com/media/3740/1568-movable-scafolding-systems-strengened-with-organic-prestressing.pdf
[4] https://www.nrsas.com/movable-scaffolding-system/
[5] https://www.researchgate.net/publication/263490753_technical_challenges_of_large_movable_scaffolding_systems
[6] https://products.huennebeck.com/systems/infrastructure-systems/movable-scafolding-ystem
[7] https://www.adfconsultores.com/media/3744/1568-a-new-concept-of-overhemable-movable-scafolding-system-for-bridge-contruduction.pdf
[8] http://winsteel.in/products/movable-scafolding-system/
[9] https://ucpcdn.thyssenkrupp.com/_legacy/ucpthyssenkruppbamxinfrastructure/assets.files/downloads/downloads-tragnerg%C3%BCSTBAU/20190227_tkif_tragraguestbau_en_web.pdff
