Procédé, dispositif et ouvrage d'art pour réaliser une nouvelle voie de circulation sous une voie existante portée par un talus

Abstract

 L'ouvrage est essentiellement constitué d'une structure principale auto-porteuse (S1) constituant un portique qui sera construite à proximité du talus et mise en place dans le talus aux moyens de chariots de transport (20).
L'invention s'applique notamment à la création d'une voie routière ou ferroviaire sous une voie existante.

Description

[0001] L'invention concerne la réalisation d'une nouvelle voie de circulation sous une voie existante portée par un talus, transversalement à la voie existante.

[0002] Elle s'applique en particulier à la création d'une nouvelle voie routière ou ferroviaire sous une voie existante ferroviaire ou routière.

[0003] Il est connu de préfabriquer à côté du talus un ouvrage d'art qui constitue un tablier conçu pour supporter la voie existante et qui définit sous le tablier la voie nouvelle, et de déplacer cet ouvrage d'art pour l'amener en position de service après avoir provisoirement interrompu la voie existante et avoir supprimé le talus à l'endroit voulu pour la création de la nouvelle voie.

[0004] Une technique connue pour réaliser ce déplacement consiste à créer un radier et à riper l'ouvrage sur le radier au moyen d'un dispositif comportant des points d'ancrage, des câbles de traction et des vérins.

[0005] La présente invention a pour objet un procédé de mise en place qui présente l'avantage de ne pas nécessiter la réalisation d'un radier (sauf si le sol est très peu porteur), de ne pas nécessiter la réalisation de points d'ancrage, ni câbles de traction, de permettre la mise en place du tablier de l'ouvrage avec des tolérances de pose très faible, et avec une grande rapidité, par exemple de l'ordre de trois heures au lieu de huit heures habituelles.

[0006] La mise en oeuvre du procédé de l'invention nécessite la fabrication d'un ouvrage d'art spécifique qui constitue en lui-même un autre aspect de l'invention.

[0007] Enfin, la mise en oeuvre du procédé nécessite un dispositif particulier qui constitue également un autre aspect de l'invention.

[0008] Dans ce qui suit, « longitudinal » signifiera parallèle à l'axe longitudinal du tablier de l'ouvrage, et « transversal » désigne une direction qui forme un biais avec l'axe longitudinal, ce biais pouvant être perpendiculaire ou non à l'axe longitudinal, selon que la voie nouvelle sera perpendiculaire ou non à la voie existante.

[0009] Le procédé de l'invention comporte les étapes consistant à réaliser dans tout ordre approprié les opérations suivantes :

• préfabrication à proximité du talus d'un ouvrage d'art monobloc autoporteur comportant une structure principale ayant la forme d'un portique constitué d'une dalle de tablier supérieure longitudinale portée au sol par deux voiles latéraux transversaux déterminant entre eux la nouvelle voie ;
• mise en place entre les voiles latéraux du portique d'un dispositif de transport comportant des chariots aptes à supporter l'ouvrage pour le déplacer horizontalement et des moyens pour déplacer verticalement l'ouvrage, et mise en place de moyens pour raidir provisoirement l'ouvrage en vue de ses déplacements ;
• interruption de la voie existante et élimination du talus à l'endroit voulu pour la mise en service de l'ouvrage de façon à créer dans le talus un espace apte à recevoir l'ouvrage préfabriqué et conformé latéralement en rapport avec la conformation des côtés de l'ouvrage;
• déplacements horizontaux et verticaux de l'ouvrage préfabriqué au moyen du dispositif de transport pour amener l'ouvrage dans sa position de service ;
• élimination du dispositif de transport et des moyens pour raidir ;
• réfection du talus en tant que de besoin autour de l'ouvrage ;
• équipement de l'ouvrage en vue de son service.

[0010] Dans des modes de réalisation préférés, le procédé présente en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

• on préfabrique l'ouvrage en sorte qu'il comporte une ou plusieurs piles intermédiaires pour porter la dalle supérieure de la structure principale ;
• on préfabrique l'ouvrage en sorte qu'il comporte sur un côté de la structure principale ou sur chacun des côtés opposés de la structure principale une structure secondaire solidaire de la structure principale et comportant une dalle de tablier prolongeant latéralement la dalle de tablier de la structure principale ;
• on préfabrique la dalle de la structure secondaire en sorte qu'elle soit encastrée à une extrémité dans la structure principale et qu'elle comporte une poutre à son extrémité opposée ;
• on préfabrique la structure secondaire en sorte qu'elle comporte sous la dalle de la structure des voiles longitudinaux, et verticaux, triangulaires ou trapézoïdaux, qui font corps avec le voile latéral adjacent de la structure principale et avec la dalle de la structure secondaire ;
• on préfabrique les voiles de la structure secondaire en sorte qu'ils présentent un bord libre qui sera tourné vers le talus et qui comporte éventuellement une semelle ;
• on préfabrique les voiles latéraux de la structure principale et les piles éventuelles en sorte qu'ils présentent des semelles ;
• on raidit l'ouvrage avec des poutres provisoires réalisées sous la dalle de la structure principale ;
• on dispose des vérins sur lesdits chariots ou on les intègre dans lesdits chariots pour déplacer verticalement l'ouvrage ;
• on réalise des voies de roulement pour faciliter les déplacements des chariots ;
• on utilise des chariots automoteurs ;
• on équipe l'ouvrage en vue de son service avant de le déplacer.

[0011] Les voiles verticaux des structures secondaires sont longitudinaux c'est-à-dire parallèles à l'axe de la voie portée existante et ils sont perpendiculaires ou obliques par rapport au voile vertical transversal adjacent de la structure principale, selon que ce voile est perpendiculaire ou oblique par rapport au plan vertical qui contient l'axe de la voie portée. Un ouvrage d'art apte à permettre la mise en oeuvre du procédé de l'invention est essentiellement constitué d'une structure principale autoporteuse qui comprend une dalle de tablier supérieure longitudinale et des voiles latéraux verticaux transversaux qui portent au sol la dalle de tablier de la structure principale, il est caractérisé en ce que la dalle et les voiles constituent un portique qui a les dimensions voulues pour constituer sous le portique la nouvelle voie et ouvert vers le bas pour permettre d'introduire sous le portique des chariots pour déplacer et soulever l'ouvrage.

[0012] Dans des modes de réalisations particuliers cet ouvrage d'art présente encore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

• la dalle de tablier de la structure principale est également portée par une ou plusieurs piles intermédiaires entre les voiles latéraux ;
• les voiles et/ou les piles comportent des semelles ;
• l'ouvrage d'art comporte des structures secondaires qui flanquent latéralement la structure principale et qui sont portées par la structure principale, chaque structure secondaire comportant une dalle de tablier qui prolonge la dalle de tablier de la structure principale ;
• la dalle de tablier de la structure secondaire présente une extrémité encastrée latéralement dans la structure principale et une extrémité opposée qui fait corps avec une poutre ;
• les structures secondaires comportent des voiles longitudinaux habituellement verticaux et, habituellement triangulaires ou trapézoïdaux, qui relient la dalle de tablier de la structure secondaire au voile latéral adjacent de la structure principale ;
• lesdits voiles présentent un bord oblique qui sera tourné vers le talus et qui est éventuellement muni d'une semelle ;
• la semelle porte un perré préfabriqué. Le mot « perré » de façon en soi connue désigne un ouvrage en maçonnerie, béton ou béton armé, reposant contre un talus pour le protéger de l'érosion par l'eau (pluie, infiltrations, ...) et le stabiliser ;
• les voiles sont reliés par un perré préfabriqué.

[0013] Un dispositif typique pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend des chariots de transport aptes à être disposés entre les voiles de la structure principale ou entre ces voiles et les piles intermédiaires, des moyens portés par les chariots ou incorporés dans les chariots pour soulever l'ouvrage, et des raidisseurs pour raidir l'ouvrage en vue de son transport et de son soulèvement.

[0014] Les raidisseurs sont par exemple constitués par des poutres provisoires disposées sous la dalle de la structure principale. Ces poutres provisoires sont en béton armé ou précontraint ou sont en charpente métallique.

[0015] On décrira ci-après un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé d'un ouvrage d'art et d'un dispositif conforme à la présente invention en référence au dessin joint :

• la figure 1 est une coupe longitudinale de l'ouvrage d'art préparé pour son déplacement ;
• la figure 2 est une coupe longitudinale similaire et qui fait apparaître également le dispositif préconisé pour le déplacement de l'ouvrage ;
• la figure 3 est une coupe transversale d'une structure latérale ;
• la figure 4 représente schématiquement en vue de dessus l'ouvrage d'art à proximité de l'interruption du talus ; et
• la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 mais dans laquelle l'ouvrage d'art est en position de service.

[0016] L'ouvrage représenté en coupe longitudinale sur la figure 1 est une structure monobloc autoporteuse en béton armé ou précontraint constituée d'une structure principale (S1) flanquée de deux structures secondaires (S2, S3).

[0017] La longueur de la structure principale est par exemple de 7 à 15 mètres par travée de voie secondaire et la longueur de chaque structure secondaire est par exemple de 5 à 10 mètres.

[0018] Dans l'exemple représenté, la structure principale définit deux travées (T1, T2).

[0019] La structure principale est constituée d'une dalle de tablier (1) supportée au sol par deux voiles latéraux (2, 3) constituant des culées et par une pile centrale (4) constituée par exemple par des poteaux ou un voile.

[0020] Les voiles latéraux (2, 3) et la pile centrale (4) présentent des semelles (5) pour répartir les charges au sol. L'épaisseur des voiles est par exemple 0,5 à 1 mètres.

[0021] Chaque structure secondaire (S2, S3) constitue une dalle de tablier (6) qui servira de dalle de transition entre la dalle de tablier de la structure principale et le talus, qui est encastrée à une extrémité dans la structure principale et qui fait corps à son extrémité opposée avec une poutre chevêtre (7) qui servira au soutènement des terres. La dalle de tablier de la structure secondaire est portée par des voiles raidisseurs (8), longitudinaux et verticaux, triangulaires ou trapézoïdaux, qui font corps avec la dalle et avec la structure principale. Chaque structure secondaire comporte par exemple trois voiles verticaux (8) répartis dans la largeur de la structure secondaire.

[0022] Pour tenir le talus, les structures secondaires peuvent avantageusement comporter des semelles (9) sur les bords inclinés des voiles (8) de ces structures et un perré (10) adjoint à ces semelles, ou remplaçant les semelles ou reliant les semelles. Sur la figure 3, on a représenté en 9 la coupe des semelles par le plan de la figure et en 10 la coupe d'un perré par le plan de la figure.

[0023] Pour minimiser la durée de l'interruption de la voie existante, on équipe fonctionnellement l'ouvrage (corniches, étanchéité, ballast, etc.) avant de le transporter.

[0024] Pour permettre le déplacement de l'ouvrage, on met en place un dispositif qui comprend (fig.2) :

• des chariots (20) automoteurs ou tractés,
• des vérins élévateurs (21) portés par les chariots,
• des poutres provisoires (22) réalisées au dessus des vérins sous la dalle de la structure principale pour raidir longitudinalement l'ouvrage en vue de son transport et répartir les charges entre l'ouvrage et les chariots.

[0025] Pour la mise en place de l'ouvrage dans sa position de service, on réalise les opérations suivantes (figures 3 et 4) :

• interruption de la voie existante ;
• terrassements dans le talus de la voie existante pour libérer la place nécessaire à l'ouvrage ;
• mise en place éventuelle, dans le cas de terrain insuffisamment porteurs pour supporter les efforts des pneus, de plaques de répartition ;
• éventuellement réalisation, aux cotes voulues, d'assises sous les semelles, par mise en oeuvre de grave-ciment ou de béton ferme ;
• mise en marche des chariots après soulèvement de l'ouvrage pour effectuer le déplacement de l'ouvrage jusqu'à sa place définitive, à 2-3 centimètres près, repose de l'ouvrage par dévérinnage des chariots ;
• comblement des vides existants sous les semelles inclinées et/ou sous les perrés préfabriqués et/ou derrière les voiles par un remblai hydraulique ou un béton ;
• réalisation des remblais ou mise en place d'un béton derrière les poutres chevêtres des dalles de transition ;
• raccordement des voies de circulation et réalisation des finitions ;
• remise en circulation des voies existantes ;
• enlèvement des plaques de répartition et des poutres raidisseurs : éventuellement réalisation du radier ou des semelles-traverses complémentaires, réalisation de la chaussée de la voie nouvelle.

[0026] On a représenté sur les figures 4 et 5, respectivement avant et après mise en place de l'ouvrage d'art (P), la voie ferrée existante (F) dont le talus a été coupé pour la mise en place de l'ouvrage (P). Dans cet exemple, l'ouvrage d'art est inséré en biais dans le talus et les voiles latéraux verticaux de la structure principale sont donc obliques par rapport à l'axe longitudinal de la voie ferrée. Sur ces figures, l'ouvrage d'art de l'invention n'est représenté que par son contour ABCD ; par contre on a représenté les chariots de transport (20) et leurs tracteurs (20').

[0027] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui ont été décrits.

Revendications

1. Procédé pour réaliser une nouvelle voie de circulation sous une voie existante portée par un talus, ledit procédé comportant les étapes consistant à réaliser dans tout ordre approprié les opérations suivantes :

• préfabrication à proximité du talus d'un ouvrage d'art monobloc autoporteur comportant une structure principale ayant la forme d'un portique constitué d'une dalle supérieure longitudinale portée au sol par deux voiles latéraux transversaux déterminant entre eux la nouvelle voie ;

• mise en place entre les voiles latéraux du portique d'un dispositif de transport comportant des chariots aptes à supporter l'ouvrage pour le déplacer horizontalement et des moyens pour déplacer verticalement l'ouvrage, et mise en place de moyens pour raidir provisoirement l'ouvrage en vue de ses déplacements ;

• interruption de la voie existante et élimination du talus à l'endroit voulu pour la mise en service de l'ouvrage de façon à créer dans le talus un espace apte à recevoir l'ouvrage préfabriqué et conformé latéralement en rapport avec la conformation des côtés de l'ouvrage;

• déplacements horizontaux et verticaux de l'ouvrage préfabriqué au moyen du dispositif pour amener l'ouvrage dans sa position de service ;

• élimination du dispositif de transport et des moyens pour raidir ;

• réfection du talus en tant que de besoin autour de l'ouvrage ;

• équipement de l'ouvrage pour son service.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on préfabrique l'ouvrage en sorte qu'il comporte une ou plusieurs piles intermédiaires pour porter la dalle supérieure de la structure principale.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 et dans lequel on préfabrique l'ouvrage en sorte qu'il comporte sur un côté de la structure principale ou sur chacun des côtés opposés de la structure principale une structure secondaire solidaire de la structure principale et comportant une dalle prolongeant latéralement la dalle de la structure principale.

4. Procédé selon la revendication 3 et dans lequel on préfabrique la dalle de la structure secondaire en sorte qu'elle soit encastrée à une extrémité dans la structure principale et qu'elle fasse corps avec une poutre à son extrémité opposée.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel on préfabrique la structure secondaire en sorte qu'elle comporte sous la dalle de la structure des voiles longitudinaux, verticaux, et triangulaires ou trapézoïdaux, qui font corps avec le voile latéral adjacent de la structure principale et avec la dalle de la structure secondaire.

6. Procédé selon la revendication 5 et dans lequel on préfabrique les voiles de la structure secondaire en sorte qu'ils présentent un bord oblique qui sera tourné vers le talus.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 et dans lequel on préfabrique les voiles longitudinaux des structures secondaires en sorte qu'ils présentent des semelles et/ou un perré tourné vers le talus.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 et dans lequel on raidit l'ouvrage avec des poutres provisoires réalisées sous la dalle de la structure principale.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 et dans lequel on dispose des vérins sur lesdits chariots ou l'on intègre des vérins dans lesdits chariots pour déplacer verticalement l'ouvrage.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 et dans lequel on réalise des voies de roulement pour faciliter les déplacements des chariots.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 et dans lequel on utilise des chariots automoteurs ou tractés.

12. Ouvrage d'art préfabriqué en béton armé, pour réaliser une nouvelle voie de circulation sous une voie de circulation existante portée par un talus, transversalement à la voie existante, dans une interruption du talus supportant la voie existante, cet ouvrage comprenant une structure principale (S1) formant un portique, caractérisé en ce que cette structure est autoporteuse et comprend une dalle de tablier supérieure longitudinale (1) et des voiles latéraux verticaux transversaux (2, 3) qui portent au sol la dalle supérieure, la dalle et les voiles constituant un portique ayant les dimensions requises pour constituer sous le portique la nouvelle voie, ce portique étant ouvert vers le bas pour permettre d'introduire sous le portique des chariots pour déplacer et soulever l'ouvrage.

13. Ouvrage d'art selon la revendication 12 dans lequel la dalle (1) de la structure principale est également portée par une ou plusieurs piles (4) intermédiaires entre les voiles latéraux.

14. Ouvrage d'art selon la revendication 12 ou 13 dans lequel les voiles et/ou les piles comportent des semelles (5).

15. Ouvrage d'art selon l'une des revendications 12 à 14, qui comporte deux structures secondaires (S2, S3) qui flanquent latéralement la structure principale (S1) et qui sont portées par la structure principale, chaque structure secondaire comportant une dalle de tablier (6) qui prolonge la dalle de tablier (1) de la structure principale.

16. Ouvrage d'art selon la revendication 15 dans lequel la dalle de tablier (6) de la structure secondaire (S2, S3) présente une extrémité encastrée latéralement dans la structure principale et une extrémité opposée qui fait corps avec une poutre (7).

17. Ouvrage d'art selon l'une des revendications 15 et 16 dans lequel les structures secondaires (S2, S3) comportent des voiles (8), longitudinaux qui relient la dalle de tablier (6) de la structure secondaire au voile latéral adjacent (2 ; 3) de la structure principale.

18. Ouvrage d'art selon la revendication 17, dans lequel lesdits voiles (8) des structures secondaires sont triangulaires ou trapézoïdaux.

19. Ouvrage d'art selon l'une des revendications 17 et 18 dans lequel lesdits voiles (8) des structures secondaires présentent un bord oblique qui sera tourné vers le talus et qui est éventuellement muni d'une semelle (9) et/ou d'un perré (10).

20. Ouvrage d'art selon la revendication 17 ou 18 dont lesdits voiles (8) sont reliés par un perré (10).

21. Dispositif pour déplacer un ouvrage selon l'une des revendications 12 à 20 caractérisé en ce qu'il comprend des chariots de transport (20) aptes à être disposés entre les voiles (2, 3) de la structure principale (S1) ou entre ces voiles et les piles intermédiaires, des moyens (21) portés par les chariots ou intégrés dans les chariots pour soulever l'ouvrage et des raidisseurs (22) pour raidir l'ouvrage en vue de son transport et de son soulèvement.

22. Dispositif selon la revendication 21 dont lesdits raidisseurs sont constitués par des poutres (22) disposées sous la dalle de la structure principale.

23. Dispositif selon la revendication 22 dont lesdites poutres (22) sont en béton armé ou précontraint, ou en charpente métallique.

24. Dispositif selon l'une des revendications 21 à 23 dans lequel lesdits moyens pour soulever l'ouvrage comprennent des vérins.

Dessins