Système HZ®-M
Pieux principaux HZ®-M, Solutions HZ®-M, Combinaisons HZ®-M, Raccords RZ/RH
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Le système de mur en acier HZ®-M
(HZ-M/AZ)
Le système de mur en acier HZ®-M est une paroi combinée créée par la combinaison de plusieurs éléments. Il a remplacé l'ancien système HZ en 2008 et comprend les éléments suivants :
- HZ®-M pieux principaux (éléments primaires ), une poutre spéciale à large aile avec une géométrie d'aile spécifique, et une largeur de 420 mm ou 460 mm ;
- AZ® palplanches intermédiaires (éléments secondaires), palplanches acier ondulé standard ;
- raccords spéciaux laminés à chaud (RH, RZD, RZU) reliant les palplanches intermédiaires et les pieux principaux HZ-M pour garantir une paroi continue.
Ce système présente une résistance à la flexion et une rigidité élevées. Les pieux principaux peuvent également être utilisés comme pieux porteurs soumis à des charges verticales élevées, par exemple les charges des grues sur les murs de quai. Les palplanches intermédiaires agissent principalement comme des éléments de retenue du sol et de transfert de charge. Leur tâche principale est de transférer les charges horizontales (pression du sol, pression hydrostatique,...) aux pieux principaux, et elles représentent généralement entre 60% et 80% de la longueur des pieux principaux.
Base de données technique
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Les systèmes HZ-M/AZ permettent d'obtenir une très grande rigidité et une capacité de moment de flexion élevée. Selon les combinaisons et les nuances d'acier adoptées, la capacité de moment de flexion peut atteindre plus de 21 000 kNm/m (module de flexion élastique équivalent Wel jusqu'à près de 46 500 cm3/m).
Les nombreuses combinaisons disponibles sont basées sur le même principe : un support structurel comprenant 1 ou 2 profils de pieux principaux HZ-M, alternant avec une double palplanche AZ intercalaire plus légère. Il existe également des combinaisons sans AZ palplanches intermédiaires . Notez que la palplanche intermédiaire doit toujours être une palplanche double AZ.
Les palplanches intermédiaires sont généralement plus courtes que les pieux principaux HZ-M . En fonction de la nature du sol et d'autres critères de conception, tels que la durabilité, les palplanches intermédiaires AZ ont généralement un faible module de flexion (typiquement profils AZ avec un module de flexion élastique Wel jusqu'à 3 000 cm3/m).
Les raccords RZD, RZU et RH laminés à chaud enclenchés et partiellement soudés aux pieux HZ-M permettent une connexion mécanique avec le remplissage AZ pour former une paroi continue.
ArcelorMittal produit une série de quatre profils HZ-M, et trois d'entre eux peuvent être laminés en trois ou quatre épaisseurs différentes. En outre, il existe six « solutions » différentes pour chaque profil de HZ-M.
L'une des principales caractéristiques des pieux principaux HZ-M est la géométrie concave des ailes des profils HZ-M plus légers, ainsi que l'épaisseur inégalée des ailes des pieux plus lourds. Pour enclencher les raccords RH/RZ, une rainure est fraisée dans les ailes (procédé breveté).
L'équipement de fraisage garantit des tolérances très serrées sur la forme de la rainure, ce qui améliore la connexion minimale du crochet de serrure et assure une épaisseur résiduelle d'acier suffisante t3 sur les ailes (voir l'image). Notez que la rainure n'est fraisée qu'en cas de besoin, c'est-à-dire sol. 12 et sol. C1 n'ont que des rainures sur une seule aile.
Pieux principaux HZ®-M
Les pieux principaux HZ®-M sont des poutres rigides à larges ailes, d'une largeur de 420 mm ou 460 mm, d'une hauteur jusqu'à 1 100 mm, et d'une épaisseur d'aile jusqu'à 40 mm, utilisées dans les rideaux mixtes HZ-M/AZ.
La caractéristique principale de cette palplanche spéciale est la rainure fraisée sur le bord des ailes qui permet d'y enfiler des raccords spécifiques laminés à chaud. Cette gamme a été développée spécifiquement pour répondre aux exigences plus élevées du mur de quai en eau profonde du JadeWeserPort à Wilhelmshaven, en Allemagne, en 2008. Le HZ-M a été breveté par ArcelorMittal.
Structurellement, les pieux principaux HZ®-M remplissent 2 fonctions différentes
- en tant qu'éléments de retenue, les pieux principaux résistent aux charges horizontales résultant des pressions de la terre et de l'eau,
- en tant que pieux de fondation, les pieux principaux transmettent au sol des charges verticales élevées de la superstructure, c'est-à-dire les rails de grue, les fondations du bâtiment, etc.
Les palplanches intermédiaires AZ® ont une fonction de fermeture, retenant la terre et l'eau, mais elles transfèrent la plupart des charges aux pieux principaux. Les palplanches intermédiaires doivent être exclusivement constituées d'une paire de profils AZ légers, car elles sont suffisamment flexibles pour s'adapter aux tolérances de fonçage d'un rideau mixte.
Les HZ-M et leurs raccords sont disponibles dans des nuances d'acier à haute résistance conformes aux normes EN 10248, ASTM A572 et ASTM A690.
Notes :
- HZ®, HZ-M® et HZ/AZ® sont des marques déposées d'ArcelorMittal
- le processus de fraisage du profil HZ-M a été breveté par ArcelorMittal.
Mise à jour Février 2019 et Janvier 2020: nous avons légèrement modifié le rayon r entre l´aile et l'âme des profils HZ 1080MA et supérieur. Il est désormais de 30 mm au lieu de 35 mm. Nous avons mis à jour toutes les valeurs sur notre site web, dans la dernière version de la brochure HZ-M (2020), ainsi que dans les fichiers AutoCad. Ce changement n'a pas d'impact notable sur la résistance des profils, mais pourrait en avoir un sur la forme des raccords en T spéciaux pour les tirants.
Mise à jour Octobre 2019: le nouveau profil HZ 630M complète la gamme existante de la série HZ-M déjà importante. Il a été développé principalement pour des conditions de fonçage très difficiles (installation dans des sols compacts) et pour des structures avec des restrictions sur la hauteur du système. Il remplace le HZ 680M LT.
Mise à jour Novembre 2021: le rayon r de la gamme HZ 880M est passé à 30 mm, ce qui modifie légèrement les propriétés du profil. Veuillez consulter la dernière version de la brochure HZ-M (version 2022).
HZ®-M Solutions
Une solution se compose d'un pieu principal (HZ-M simple ou en caisson) et de quelques raccords. C'est l'élément clé (pieu principal) d'une paroi combinée.
Par exemple
- solution 12: 1 profil HZ-M et 2 raccords (1 RZD, 1 RZU),
- solution 26: 2 profils HZ-M et 6 raccords (1 RZD, 1 RZU, 4 RH).
Il existe 4 solutions différentes à utiliser avec les palplanches intermédiaires AZ (Sol. 12, 14, 24 et 26).
HZ®-M Combinaisons
Une combinaison standard HZ-M/AZ se compose d'un pieu principal (HZ-M simple ou pieu en caisson HZ-M) et d'une paire de palplanches intermédiaires AZ.
Les combinaisons C1 et C23 sont des exceptions : elles n'utilisent pas de palplanches intermédiaires.
Par exemple
- combinaison 12: paroi combinée composée d'un pieu principal HZ-M et de 2 raccords (Sol. 12) et d'une double palplanche AZ intermédiaire par système ;
- combinaison 26: paroi combinée composée d'un caisson avec 2 pieux principaux HZ-M et 6 raccords (Sol. 26) et d'une double palplanche AZ intermédiaire par système ;
- combinaison C1 : mur en acier constitué uniquement de pieux principaux HZ-M enfoncés côte à côte et reliés par 1 raccord RH ;
- combinaison C23 : mur en acier constitué uniquement de pieux en caisson HZ-M (caisson = 2 HZ avec 3 raccords RH) enfoncés côte à côte et reliés par 1 raccord RH.
Il existe 6 combinaisons différentes, dont 4 avec des palplanches intermédiaires AZ (Comb. 12, 14, 24 et 26) et 2 sans palplanches intermédiaires (Comb. C1 et C23).
Raccords RZ/RH
Les raccords laminés à chaud RZD et RZU relient les palplanches intermédiaires AZ® aux pieux principaux HZM® pour former un mur continu. Les raccords
RZD et RZU ont d'un côté une cavité qui enveloppe parfaitement l'aile du profil HZ-M avec sa rainure, et de l'autre côté, ils sont laminés avec la même forme que la serrure Larssen des profils AZ (mêmes tolérances de laminage).
Le raccord laminé à chaud RH est symétrique et relie deux profils HZ-M, afin de fabriquer un caisson HZ-M (solutions 24 et 26), ou d'installer un mur continu construit exclusivement avec des profils HZ-M (combinaison C1 et C23, qui donnent des rideaux à module de flexion extrêmement élevé).
Il existe deux familles de raccords en raison de la gamme d'épaisseur des ailes de la série HZ-M (set A et set B).
Les raccords sont partiellement soudés au HZ-M dans les locaux de l'aciérie. L'épaisseur et la longueur des soudures dépendent de la nature du sol et de facteurs spécifiques au projet. En règle générale, les raccords sont soudés sur un minimum de 10 % de la longueur, avec une soudure renforcée de 500 mm (19,7") au sommet et à l'extrémité. Les raccords sont soudés avec un court retrait par rapport à la position supérieure théorique des palplanches intermédiaires AZ afin de faciliter l'enclenchement de l'AZ sur le chantier.
En cas d'exigences élevées en matière d'étanchéité, une solution consiste à souder les raccords au HZ-M en combinaison avec un système d'étanchéité appliqué aux serrures Larssen.
Les raccords sont généralement aussi longs que les palplanches intermédiaires AZ, qui représentent généralement entre 60 % et 80 % de la longueur du HZ-M.
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