Brevet FR2239367A1 — publié le 19750228

Le transport des voyageurs et des marchandises à l'aide de trains rapides dtun type particulier à haute performance exige une technique nouvelle de construction, tant pour les véhicules que pour les voies sur lesquelles ils sont appelés à circuler. Les grandes vitesses prévues exigent de hautes performances des véhicules et de la voie. En ce qui concerne la voie, il est indispensable que les déformations verticales de la charpente porteuse soient maintenues dans des limites aussi faibles que possible. Jusqu'à présent, on a fait appel à des systèmes à poutres simples ou jumelées, en béton ou en acier de construction, pour lesquels on a donné la-préférence aux sections rectangulaires les plus diverses. De tels éléments porteurs de la voie de circulation sont construits en viaduc, afin de réduire les nuisances à un niveau supportable.Les obstacles importants du tracé doivent ainsi être vaincus au travers de la construction de ponts. -Les plateformes porteuses prévues jusqu'à présent pour les trains rapides à grandes performances exigent des coûts d'investissement importants. En conséquence, I'invention se propose de répondre aux exigences visées, dans les meilleures conditions économiques possibles. L'invention apporte un progrès à plusieurs égards. L'utilisation d'une veine tubulaire, proposée par l'invention, présente des avantages certains par rapport aux propositions antérieures visant ltem- ploi de profils en I > de profils à section rectangulaire, de profils creux ou autres profilés analogues. La forme et la section voulues du tube peuvent être réalisées d'une manière rationnelle directement dans les laminoirs. Le montage à partir de pièces détachées, comme cela se pratique couramment pour les profilés creux, est ainsi supprimé. La courbure des parois des tubes rend l'incorporation de bandes de raidissement en grande partie inutile.Ainsi, le tube à grande dimension, compte tenu de sa fabrication au travers des procédés les plus modernes de soudage en spirales ou par pression, supporte > par rapport à tous les autres profils, les coûts de main-d'oeuvre les plus faibles. Un autre avantage du tube à grandes dimensions consiste dans le fait que les déformations, tant verticales qu'horizontales, peuvent être maintenues dans de faibles limites, sans autres mesures complémentaires. Par ailleurs, le tube offre l'avantage de présenter une faible résistance aux charges provoquées par la poussée du vent, ce qui permet facilement de supprimer le système de support tubulaire. Les tubes à grandes dimensions, et tout particulièrement lorsqu'ils sont jumelés deux par deux, peuvent etre disposés sur le chantier sur de grandes longueurs, être soudés bout a' bout à l'aide d'appareils à souder automatiques, pour finalement être mis en place par plusieurs grues automobiles. Ce procédé de montage offre des économies de coûts sensibles et présente un grand progrès dans le domaine de la construction. Compte tenu de la grande rigidité latérale des-tubes jumelés, il est inutile d'utiliser des éléments d'assemblage. Les tubes jumelés peuvent être utilisés, en combinaison avec des oens- tructions de renforcement et de raccords correspondants, comme éléments de ponts d'une certaine importance. Les tubes peuvent ainsi être utilisés soit comme éléments composants de ponts en treillis, soit comme poutre de raidissement aux ponts arqués, aux ponts haubannés, aux ponts suspendus ou à tout autre système de pont pouvant supporter une voie de circulation soit sur sa partie supérieure, soit sur sa partie inférieure. Après un ajustage rigoureux, les rails de circulation peuvent- être fixés sur les tubes, soit d'une manière inamovible, soit aussi de manière àpouvoir être réajustés à tout moment. Les ajustages, toutefois, n'interviennent quten cas d'affaissement des piliers dans les fondations, affaissements qui peuvent être compensés par des mesures de réglage effectuées sur le pilier même, sans pour autant interrompre la circulation. Les fondations recevant les étaiements tubulaires de la voie de circulation peuvent se présenter sous forme de carcasseÇ reuses en béton préfabri tuées, dans lesquelles il suffit de couler la quantité de béton nécessaire sur le chantier même. On a décrit ci-après, en référence aux dessins annexés, divers exemples de réalisation, non limitatifs, de l'objet de l'invention. Sur les dessins - la Figure 1 est une vue en élévation d'une partie d'une charpente porteuse pour voie rapide, selon un exemple d'exécution - les Figures 2 à 5 sont des vues en coupe d'une telle charpente porteuse avec des dispositions et des formes différentes des supports - les Figures 6 à 12 sont des vues en coupe de veines tubulaires avec des voies de circulation et des véhicules différents - la Figure 13 est une vue en coupe d'une veine tubulaire à proximité d'un support;; - les Figures 14 et 15 sont des vues en coupe de charpentes porteuses pour trains rapides à hautes performances5 avec, sur chaque figure, deux veines tubulaires montées l'une à une certaine distance de l'autre et des supports de formes différentes - les Figures 162 18, 20, 22 > sont des vues en élévation de parties de charpentes porteuses pour trains rapides à hautes performances d'après différents modes d'exécution; - les Figures 17, 19, 21, 23, sont des coupes par les lignes XVII-XVII, xlx-xIx, XXI-XXI respectivement, XXIII-XXIII des figures 16X 18, 20, respectivement, 22 ;; - les Figures 24, 26 28, 30, sont des vues en élévation d'éléments de charpentes porteuses pour trains rapides à hautes performances montés sur des ponts d'après différents modèles d'exécution; - les Figures 25, 27, 29 et 31 sont des coupes par les lignes XXV-XXV, XXVII-XXVII, XXIX-XXIX, respectivement, XXXI-XXXI, des figures 24, 26X 28, respectivement, 30. D'après la Figure 1, la charpente porteuse pour trains rapides à hautes performances comporte une veine tubulaire 1 à section circulaire s'étendant sur toute la longueurAu tracé, ainsi que des supports 2, 3 qui reposent sur des fondations 4, 5, et qui portent la veine tubulaire. Certains supports, tel par exemple le support 3S comportent des contrefiches 6 pour l'absorption des forces agissant dans le sens longitudinal de la voie. La veine tubulaire est constituee d'éléments de tubes isolés, dont la longueur est telle qu'iLs peuvent être manoeuvrés de manière economique avec les moyens de transport et de levage dont on dispose. Les éléments tubulaires isolés sont soudés bout à bout. A certains endroits, de préférence à la hauteur des supports 3 avec contre-fiches 6, la veine tubulaire 1 est interrompue par des joints de diIatation 7, recouverts par un pontage coulissant pour la voie de circulation qui appuie sur cette veine tubulaire. Comme on peut le voir dans la Figure 2, un support 2 peut, en l'occur rence, se composer de deux tubes 8, dont les lignes médianes forment un triangle isocèle ayant son sommet sur la médiane 9 de la veine tubulaire 1. D'après la Figure 3, la veine tubulaire I est fixée latéralement sur un support incliné rigide la flexion 10. D'après la Figure 4, le support se compose de deux tubes 11, 12, dont les médianes forment un triangle acutangle irrégulier, et dont le sommet est déplacé latéralement par rapport à la veine tubulaire 1. Cette veine tubulaire est fixée sur la paroi latérale du tube 12 présentant l'inclinaison la plus forte, et à proximité du sommet des supports. D'après la Figure 5, le support présente Ia forme d'un portique 13, où la veine tubulaire se trouve fixée sur la face inférieure de la traverse 14. La Figure 6 montre des rails de circulation 16 reposant sur des consoles 15 fixées latéralement sur les deux côtés de la moitié supérieure de la section circulaire de la veine et symétriquement par rapport au plan médian longitudinal perpendiculaire de cette veine. Ces rails servent au déplacement des roues à boudins 17 équipant un véhicule 18 du train rapide. Le schéma de la Figure 7 diffère de celui de la Figure 6 par le fait que les consoles 19 comportent des plaques de guidage 20 pour les.roues dépourvues de boudins 21 du véhicule 22. Les consoles 23, représentées dans la Figure 8, ne comportent pas de plaques de guidage Les roues sans boudins 24 tournent en prenant appui sur la face supérieure de ces consoles, alors que des rouleaux de guidage 25 du véhicule 26 s'appuient contre leur face latérale. D'après la Figure 9, la veine tubulaire 1 comporte > sur la partie supérieure de la circonférence, des rails 27 de section rectangulaire, disposés symétriquement au plan médian longitudinal perpendiculaire de la veine tubulaire 1. Sur ces rails-s'appuient les roues à boudins 28 d'un véhicule 29. La Figure 10 présente le cas d'un véhicule 30 sans roues se déplaçant sur une voie magnétique. Les supports 31 de la voie magnétique, fixés sur la partie supérieure de la section circulaire de la veine tubulaire, y sont disposés symétriquement au plan médian longitudinal perpendiculaire. Sur la partie supérieure de la veine tubulaire se trouve, confondu avec ce plan médian, un rail de guidage 32, sur les deux côtés duquel s'appuient les rouleaux de guidage 33 du véhicule. La Figure 11 présente la possibilité de fixer sur la veine tubulaire I une plateforme de circulation 34 en béton armé, qui dépasse latéralement et des deux cotés le profil de la veine tubulaire 1 et qui s'appuie par ses extrémités, au travers d'étais 35, sur cette veine tubulaire 1. La Figure 12 présente le cas d'un véhicule 36 qui se déplace dans l'espace en-dessous de la veine tubulaire 1, ce qui se produit aux supports à portique représentés dans la Figure 5. A cet effet, la partie inférieure de la circonférence de la veine tubulaire supporte des consoles qui maintiennent des tales 37 saillant des deux côtés et servant de voies de circulation, sur lesquelles s'appuient les roues 38 montées en porte-à-faux sur les montants verticaux du véhicule 36. Les câbles d'alimentation en courant 70 sont logés sous les tôles 37. Des bandes de tôle 71 > fixées sur les arêtes longitudinales extérieures des tôles 37, sont rabattues vers le bas aux finsde protéger latéralement les câbles 70 contre les intempéries. I1 est possible également d'installer, sur les autres modèles d'exécution, soit les cables, soit des circuits de commande, voire des canalisations pour le gaz oupour des ISquides, ou pour tout autre produit, de manière à ce qutils soient protégés en-dessous et/ou le long des plinthes ou autres éléments analogues faisant partie, soit de la voie de circulation, soit de la charpente. I1 est possible également de faire passer de telles canalisations à l'intérieur de la veine tubulaire. Contrairement au schéma de la Figure 12, le véhicule 36 peut s'appuyer sur les tôles 37 autrement qu'au travers de ses roues, en faisant appel, par exemple, à un système soit à sustentation magnétique, soit à coussin d'air. I1 arrive fréquemment que la veine tubulaire subisse une charge excentrique, d'où une sollicitation à la torsion, provoquée par les véhicules. Pour éviter ces torsions, il y a lieu d'équiper, à intervalles déterminés, la veine tubulaire dtun support anti-torsion La Figure 13 montre une telle fixation dtune veine tubulaire 1 sur la partie supérieure dtun support 2, formée par deux tubes 8. A la hauteur du support, > Ia veine tubulaire est renforcée par un épaulement annulaire intérieur 39. Dans la Figure 14, on aperçoit deux veines tubulaires 1 espacées sur un même niveau. Elles ont un support commun comportant deux tubes verticaux 40 se trouvant en-dessousdes deux veines tubulaires, un assemblage en diagonale 41 et une barre transversale supérieure 42. La Figure 15 présente deux veines tubulaires 1 espacées sur un même niveau et fixées sur la face inférieure de la poutre transversale 43 d'un por~ tique 44. Dans les Figures 16 et 17, la veine tubulaire 1 forme la membrure supérieure d'une poutre à treillis de section triangulaire. La membrure inférieure comporte deux veines tubulaires 45 dont le diamètre est inférieur à celui de la veine tubulaire 1. Une entretoise tubulaire 46 relie ces deux veines 45. Les barres de treillis entre la veine tubulaire 1 et les veines tubulaires 45 se composent également de tubes 47 fixés par une soudure. Dans les Figures 18 et 19, la veine tubulaire 1 forme la membrure inférieure d'une poutre à treillis de section-triangulaire. La membrure supérieure est formée par deux barres d'acier en I, 48, reliées entre elles par une entretoise 49. Les entretoises en diagonales reliant les barres en I, 48, à la veine tubulaire 1 se présentent également sous forme de tubes 50. Les Figures 20 à 23 présentent des charpentes porteuses à deux veines. Dans les Figures 20 et 21, deux veines tubulaires 1 forment les membrures supérieures d'une poutre à treillis de section triangulaire, dont la membrure inférieure se compose d'une veine tubulaire 51 à plus faible diamètre. Les branches obliques sont des tubes 52. Ils sont reliés entre eux à proximité et en dessous des veines tubulaires 1 par une entretoise 53. Dans les Figures 22 et 23, les deux veines tubulaires 1 forment la membrure supérieure d'une poutre à treillis de section trapézoîdale, dont la membrure inférieure se compose de deux veines tubulaires 54 à plus faible diamètre. Les branches obliques sont également constituées de tubes-55. Les deux veines tubulaires inférieures 54 sont reliées entre elles par une entretoise 56, alors que les tubes obliques 55 sont reliés par une entretoise 57 en dessous et à proximité des veines tubulaires 1. Par ailleurs, des câbles ou des barres 58, sous tension sont montés en diagonale dans l'espace libre de certaines sections trapézoldales. D'après les Figures 24 à 30, deux veines tubulaires 1 > - 1 traversent une rivière sur la superstructure d'un pont. Dans les Figures 24 et 25, les veines tubulaires 1 s'appuient,au au travers de piliers 61, sur deux poutres arquées 59 ancrées dans les culées 60. Dans les Figures 26 et 27, les deux veines tubulaires 1 sont supportées, au travers de piliers 63, par des poutres arquées 62. Comme on peut le voir dans les Figures 25 et 27, les deux plans déterminés respectivement par une veine tubulaire 1, une poutre arquée 59 et un pilier 69, sont entretoisés par un assemblage en diagonale 64, 65. Dans les Figures 28 et 29, les deux veines tubulaires 1 constituent, avec les poutres transversales 662 le système raidisseur d'un pont suspendu. Dans les Figures 30 et 31, les deux veines tubulaires 1 constituent, avec les poutres transversales 67, le système raidisseur d'un pont haubanne. Dans tous les cas, les veines tubulaires 1 peuvent être équipées de voies de circulation, en application, par exemple, des Figures 6 à 12. REVENDICATIONS 1 - Charpente porteuse d'une voie à circulation rapide, caractérisée par au moins une veine tubulaire (1) à section circulaire ou elliptique constituant la pièce maîtresse de cette charpente et supportant la voie de circulation (16, 19,23,27, 31,34, 37). 2 - Charpente porteuse. d'après la revendication 1, caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) est constituée,au au moins partiellement, de poutres reposant sur des supports (2,3,10,11,12,13,40,44) et éventuellement, en outre, sur des culées. 3 - Charpente porteuse d'après la revendication 1 > caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) est constituée, au moins partiellement, d'une poutre continue reposant sur des supports (2,10,11,12,13,40,43). 4 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) constitue, au moins partiellement, une membrure d'une poutre à treillis d'un pont. 5 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) constitue, au moins partiellement, le support de la voie de circulation d'un pont arqué, haubanné, suspendu, ou à des cabales diagonaux. 6 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que deux veines tubulaires (1), separées et paral Ièles, s'appuient sur des supports communs (40,41,42,44). 7 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que, pour absorbeur les charges excentriques, la veine tubulaire (1) présente une résistance à la torsion et est fixée, d'une manière inamovible, sur des supports (2) ou des butées. 8 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 7,caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) comporte des consoles (15) servant de support aux rails de circulation (16). 9 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) porte des plinthes (19,28, 27, 37) formant la voie de circulation. 10 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'une plateforme de circulation en béton (34) est fixée sur la veine tubulaire (I). 11 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la veine tubulaire (1) porte une voie de circulation (31) et un rail de guidage (32) pour véhicules sans roues (30) à sustenta tio3/nagnétique ou à coussin d'air. 12 - Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que des circuits électriques (70) et éventuellement, en outre, des tuyauteries, sont protégés contre les intempéries par des éléments de protection fixés sur la veine tubulaire, tels que, notamment, des plinthes (37,71). 13 - Charpente porteuse d'après la revendication 12, caractérisée par le fait que les circuits électriques (70) et éventuellement, en outre, la tuyau tersiez sont fixés sur des plinthes (37) qui sont placées sur la partie inférieure de la veine tubulaire (1) et qui, à leur arête longitudinale extérieure, maintiennent des toles de protection (71). 14- Charpente porteuse d'après l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait que les circuits électriques, et éventuellement, en outre, la tuyauterie, passent à l'intérieur de la veine tubulaire (1).