Knife Edge Support

Conception de la transmission des charges verticales dans une palplanche en acier selon l'agrément technique allemand Z-15.6-235 (2021)

Les palplanches en acier sont couramment utilisées pour les structures permanentes et temporaires, telles que les murs de quai et les murs de soutènement des infrastructures routières et ferroviaires. Elles sont généralement soumises à des charges horizontales causées par la pression du sol et de l'eau, avec des charges verticales mineures transmises aux murs. Cependant, dans certains cas, les palplanches doivent résister à des charges verticales importantes, telles que celles causées par les grues sur les murs de quai ou la circulation sur les culées de pont.

La méthode Knife Edge Support (KES) offre une solution économique pour transmettre les charges horizontales et verticales au sol à travers une palplanche en acier, sans nécessiter de soudure supplémentaire sur site. Ce concept est particulièrement utile pour les murs de quai, les parkings souterrains, les culées de ponts et les écluses.

Les autorités allemandes ont accordé une agréation technique nationale (NTA) à cette conception, qui repose sur des recherches approfondies et des essais à grande échelle réalisés par le département R&D d'ArcelorMittal et l'université de Darmstadt. Les essais ont analysé la transmission des charges et comparé le comportement à celui d'une poutre de recouvrement renforcée standard.

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en Anglais AMCRPS_Knife-edge_2022_GB-web.pdf de Allemand AMCRPS_Schneidenlagerung-flyer_2022_DE-web.pdf
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La poutre de recouvrement homologuée NTA peut supporter une charge verticale de 1 475 kN/m, soit une augmentation de 136 % par rapport à la charge maximale autorisée par la norme allemande DIN 1045 ou le code européen EN 1992.

La méthode KES a été testée et approuvée pour les charges verticales statiques et non statiques, ainsi que pour les charges horizontales statiques. L'action statique désigne les actions qui n'accélèrent pas de manière significative la structure ou ses éléments. L'action non principalement statique, définie dans les normes allemandes comme « nicht vorwiegend ruhende Last », désigne les charges non statiques qui peuvent entraîner une fatigue après des actions répétées, mais qui ne sont pas considérées comme des charges dynamiques. L'action dynamique provoque une accélération significative et nécessite des considérations de conception spécifiques.

Champ d'application

Lors de la conception d'une poutre de couronnement au-dessus d'un rideau de palplanches en acier selon la NTA, il convient de distinguer deux cas

  • Poutre de couronnement simplement appuyée. Le rideau de palplanches est légèrement encastré dans la poutre de couronnement en béton, mais ne transmet aucun moment de flexion aux palplanches.
  • Poutre de couronnement encastrée. Le rideau de palplanches est suffisamment encastré dans la poutre de couronnement en béton pour pouvoir transmettre les moments de flexion aux palplanches.

La NTA considère les poutres de couronnement horizontales. Les poutres de couronnement avec une pente maximale de 5 % dans l'axe longitudinal de la paroi (voir figure 1.4) peuvent être conçues selon la méthode de « liaison fixe ». Cependant, les surfaces supérieure et inférieure de la poutre de couronnement dans un plan perpendiculaire au plan de la paroi doivent être horizontales.

Types de poutres de recouvrement

Il est nécessaire de différencier deux types de poutres de recouvrement en béton armé

lors de la conception d'un KES. Les exigences géométriques suivantes s'appliquent

aux deux types (voir figure 1.2.).

  • hauteur minimale de la poutre de recouvrement au-dessus du haut de la palplanche
  • hₒₖ ≥ 45 cm
  • enrobage minimal recommandé du béton6)
  • cₘᵢₙ ≥ 40 mm
  • tolérance Δc ≤ ± 15 mm
  • porte-à-faux latéral du béton
  • hₖ ≥ 22 cm