Lorsque la Corée du Sud a obtenu les Jeux olympiques d’hiver 2018, l’un des projets importants était la construction du centre de glisse olympique de PyeongChang.
L’installation des Jeux olympiques d’hiver devait accueillir les épreuves de bobsleigh, de luge et de skeleton. La construction de la longue et sinueuse piste de glisse était si unique qu’elle a été reconnue avec une mention honorable 2016 comme un projet exceptionnel de béton projeté de l’année par l’American Shotcrete Association.
Travaillant dans les coulisses pour placer un mélange de béton hautement spécialisé pour cette conception extrêmement complexe, les pompes à béton/béton projeté Putzmeister Thom-Katt TK 10 et TK 20 montées sur remorque.
Préparer le terrain pour les Jeux olympiques d’hiver 2018
Le centre, dont le coût du projet est estimé à 114,5 millions de dollars, occupe une superficie de 177 000 mètres carrés. En son cœur se trouve la piste de glisse de 2 018 mètres de long et de 1,4 mètre de large qui devait accueillir des vitesses de course allant jusqu’à 135 km/heure. Des recherches approfondies ont été menées avant la construction pour développer un mélange de béton et des méthodes de mise en place adaptés qui passeraient des tests d’inspection rigoureux.
Pour confirmer que le mélange proposé et les méthodes de mise en place fonctionneraient sur la piste des Jeux olympiques d’hiver, une maquette grandeur nature avec une longueur réduite de 5 mètres a été construite en simulant la section de la courbe de transition de la piste.
La pompe Thom-Katt TK 10, avec 4.6 mètres cubes par heure de débit et une pression maximale de 2 085 psi, a effectué le shotcreting lors de deux essais sur maquette qui ont eu lieu à l’université nationale de Kangwon en Corée du Sud.
L’université nationale de Kangwon est le seul institut de recherche spécialisé dans le béton projeté en Corée qui possède des équipements de béton projeté. Le Dr Kyong-Ku Yun, professeur de génie civil au laboratoire de l’université contient un mélangeur-pompe combiné Magnum, idéal pour le béton projeté par voie humide et un Piccola pour le béton projeté par voie sèche
Le professeur Yun a choisi un autre modèle Putzmeister, le Thom-Katt TK 10. Il s’est avéré être une unité idéale pour la maquette, car il pouvait simuler de près les résultats qui seraient obtenus avec le modèle TK 20, plus grand, qui serait utilisé pour le gunitage de la piste finale plus longue. Deux TK 20, utilisés par l’entrepreneur en béton projeté Daesang E&C, achèveraient efficacement les travaux de bétonnage de la voie finale et des murs de soutènement en roche artificielle en seulement six mois.
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« La TK 20 est parfaite pour les applications de béton projeté. car elle offre des rendements élevés jusqu’à 17 verges cubes par heure et des pressions de béton jusqu’à 2 000 psi a déclaré Bob Harmon, directeur national des ventes pour la technologie souterraine/béton projeté chez Putzmeister America. « De plus, ce modèle peut pomper des mélanges difficiles sur de longues distances avec presque aucune surcharge à la buse en raison de cylindres plus petits que ceux d’une pompe à béton. »
Conception du béton
La conception d’un mélange de béton adapté à la mise en œuvre du béton projeté et présentant une excellente résistance, ainsi qu’une résistance au gel et au dégel, et à l’écaillage de la surface, a été d’une importance capitale pour la réussite du projet des Jeux olympiques d’hiver. Cela était nécessaire parce que les bobsleighs sont connus pour s’écraser. De plus, la piste est continuellement exposée à un environnement froid pour garder la glace gelée à la surface.
Le mélange structurel a incorporé des adjuvants pour obtenir la haute résistance et la haute durabilité nécessaires. La pompabilité a été améliorée en incorporant 10 à 15 % de teneur en air supplémentaire avant le tir. La teneur en air a été mesurée comme étant de trois à six pour cent après le tir, fournissant les résultats souhaités.
Les propriétés de durabilité ont été améliorées en substituant la fumée de silice pour environ neuf pour cent en poids du contenu cimentaire. La conception du mélange a également permis de supprimer les fissures de retrait au début de l’âge en substituant sept pour cent d’un adjuvant expansif par poids du contenu cimentaire. Le mélange de béton était économique parce que le granulat fin était fixé à 75 % du poids total du granulat pour réduire le rebond. De nombreux tests (teneur en air, affaissement, résistance et durabilité) ont été effectués aux moments opportuns pour s’assurer que les critères de performance étaient constamment atteints. Au total, 1 392 mètres cubes du mélange spécialement conçu ont été utilisés pour la piste finale.
Construction complexe
Les étapes du processus de construction ont été méthodiques. Tout d’abord, le cadre de support de la piste a été construit pour sécuriser l’espace où les parois gauche et droite de la piste coulissante étaient fixées et définir l’environnement de travail. Le cadre de support a été fabriqué à l’aide de poutres en H en acier et conçu pour supporter la charge appliquée à l’arrière du mur.
Le cadre de support du gabarit était un support critique où tous les renforts, les tuyaux de refroidissement et les étriers étaient installés. Par conséquent, l’installation du cadre a nécessité un réglage avec une tolérance d’environ 5 mm. Les tuyaux de refroidissement ont été installés dans le cadre, puis les barres d’armature placées dans les surfaces avant et arrière selon une disposition orthogonale.
Les portions de plancher et de tête ont été montées avec un coffrage en bois. Cependant, étant donné que le coffrage ou le revêtement normal ne peut pas être utilisé efficacement pour créer des structures de surface à courbures multiples, un étai de paroi interne et des techniques de tuyaux de chape temporaires ont été utilisés. Le stay-form a réduit le rebond pendant la mise en place du béton projeté, et il a également servi à remplir densément l’intérieur.
Des tuyaux de chape temporaires ont été utilisés comme guides pour le shotcreting à une épaisseur uniforme. Ces tuyaux ont été montés en scotchant un tube en plastique de 28 mm pour obtenir une épaisseur de 30 mm.
Aucun joint n’est nécessaire
La piste de glissement grandeur nature a été construite sans former de joints de construction. Les pompes TK 20 ont offert un superbe contrôle lors du gunitage de sections monolithiques sur toute la section transversale finale de la voie. Lors du tournage du plancher, 50 % de l’armature disposée était encore visible après la pose de la première couche. Pendant le tournage, les rebonds ont dû être constamment éliminés à l’aide d’une lance à air. Les parties supérieures et inférieures de la tête ont été tirées avec une pression d’air inférieure, puis le béton en place a été compacté à l’aide d’un vibrateur.
Une fois le tournage terminé, le béton fraîchement mis en place a été chapeauté sur les tubes en plastique de 28 mm installés sur l’armature supérieure comme tuyau de chape temporaire. Dans les portions droites, il a été réglé avec précision pour donner à la piste une surface lisse et une épaisseur uniforme, nécessaire pour que le tuyau de refroidissement puisse créer de la glace à la surface. Les tuyaux de chape temporaires ont été retirés après la chape de la surface, et le vide restant a été rempli de béton appliqué à la main.
Médaille d’or
L’inspection de la maquette finale a été effectuée sur le site du projet et acceptée après un seul essai. C’est exceptionnel par rapport à l’expérience des autres dans la construction d’une piste aussi spéciale, car il s’agit d’une première en Corée et de la 19e au monde. Cependant, le professeur Yun avait fait ses recherches et travaillé avec du personnel clé tel que le Dr. D. R. Morgan, P.Eng., FACI du Canada.