Brevet FR2430495A1 — publié le 19800201

La présente invention concerne un système de fixation au sol pour poteau, notamment pour poteau soumis à un effort de renversement, tel que support de caténaires pour chemins de fer. Elle concerne également un procédé pour la mise en oeuvre d'un tel système. Les poteaux métalliques ou autres, supportant notamment des liàisons filaires, sont habituellement fixés au sol par l'intermédiaire d'un important massif en béton enrobant le pied du poteau et enfoui dans une fouille du sol. A cette fin, on creuse une fouille large et profonde, on dresse le poteau au fond de la fouille et l'on remplit de béton l'espace intercalaire. Ce mode de fixation présente un certain nombre d'inconvénients. Il est, en effet, nécessaire de réaliser sans désemparer les diverses étapes, car la fouille une fois creusée doit être utilisée immédiatement pour éviter les éboulements I1 en résulte une immobilisation simultanée et prolongée d1un matériel important de manutention et de terrassement. D'autre part, le poteau une fois fixé est immobilisé définitivement et ne se prête plus à aucun réglage. Enfin, les techniques modernes d'élaboration des remblais de chemin de fer permettent l'utilisation de matériaux de très grosse granulométrie qui peuvent entraîner, pour la réalisation d'une fouille, la nécessité de pratiquer une excavation de très grandes dimensions par extraction d'un gros bloc. Outre l'importance du travail de terrassement, la réalisation d'un gros massif en béton est coûteuse et constitue un "point dur" qui modifie les caractéristiques élastiques du sol et peut avoir des conséquences regrettables sur le support des voies de chemin de fer, notamment à grande vitesse. La présente invention vise à réaliser un système de fixation qui permette une pose planifiée par étapes et qui s'accommode de toute nature de matériaux de remblai. Suivant un premier aspect de l'invention, le système de fixation au sol pour poteau, notamment pour poteau soumis à un effort de renversement, comprend un massif fixé à la base du poteau et il est caractérisé en ce que le massif comprend une semelle sensiblement plane pour prendre appui sur le sol et des moyens d'ancrage dans le sol répartis sur la semelle. Un tel dispositif supprime la nécessité d'une fouille et réduit les opérations de terrassement à de simples forages qui peuvent éventuellement traverser des blocs durs. On peut donc pratiquer l'implantation d'un poteau dans toute nature de remblai et réaliser les travaux par étapes échelonnées dans le temps. En outre, en fixant ultérieurement le poteau sur le massif, on peut réaliser tous les réglages souhaitables. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, la semelle est dissymétrique par rapport à l'axe du poteau et présente une plus grande extension dans la direction opposée à l'ef- fort de renversement. Le massif n'étant pas encastré dans le sol, la semelle se comporte comme un polygône de sustentation et il est avantageux de disposer ce polygône de manière à ce qu'il s'oppose le mieux possible à l'effort prévu de renversement. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les moyens d'ancrage comprennent des tirants munis de moyens de fixation à la semelle et présentent une longueur prédéterminée de pénétration dans le sol, et les tirants sont, de préférence, des barres crénelées. Les tirants étant scellés dans le sol par un ciment, leur résistance au couple de renversement est directement liée à la résistance de ce scellement et à la longueur de la partie scellée. Suivant un perfectionnement de l'invention, la semelle du massif comporte des orifices évasés vers le haut pour le passage des tirants. Les tirants traversant la semelle sont, en général, fixés par des écrous venant se loger au moins partiellement dans les évasements qui jouent ainsi le rôle de freins d'écrou. Suivant une réalisation particulière de l'invention, au moins l'un des tirants comporte un épaulement pour prendre appui sur la face inférieure de la semelle. Une telle réalisation trouve son utilité dans le cas où l'appui de la semelle sur le sol risquerait de provoquer un éboulement. On évite cet inconvénient en appuyant la semelle sur le tirant, qui travaille alors à la compression. Suivant un second aspect de l'invention, le procédé pour fixer au sol un poteau soumis à un effort de renversement, et notamment pour mettre en oeuvre le système défini ci-dessus, est caractérisé en ce que l'on effectue les opérations suivantes a) on ménage une zone sensiblement plane et horizontale sur une couche solide du sol, b) on dépose le massif sur un lit de sable étalé sur la zone précitée, c) on parachève le positionnement du massif, d) on pratique dans le sol des forages pour les tirants, e) on engage les tirants dans les forages et l'on injecte une masse faisant prise, telle qu'un coulis de ciment, autour de ces tirants, f) on visse et l'on bloque des écrous de fixation à l'extrémité supérieure des tirants. On voit que toutes ces étapes peuvent être effectuées à des intervalles de temps relativement espacés, ce qui évite d'avoir à immobiliser simultanément la totalité du matériel de pose. On peut ensuite cacheter les écrous par un coulis de ciment. Dans le cas où le poteau est implanté en bordure d'une fosse pour un drain collecteur d'humidité, on ménage une pente dans-la partie de la zone d'appui du massif située entre l'axe du poteau et le bord de la fosse. L'appui de la semelle au bord de la fosse risquerait de provoquer un éboulement ou un tassement du sol. L'existence d'une pente du sol sous la semelle, d'un côté du poteau, fait qu'à cet endroit la semelle ne prend pas appui sur le sol, mais sur le tirant qui travaille à la compression. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la Figure 1 est une vue d'ensemble de l'implantation d'un poteau de caténaire de chemin de fer sur une voie en remblai, - la Figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la Figure 1, - la Figure 3 est une vue de détail de la Figure 1 montrant la fixation d'un tirant sur la semelle, - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 1, mais dans le cas d'une voie en déblai humide, - la Figure 5 est une vue en coupe suivant V- V de la Figure 3, - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 5, mais relative à la Figure 4. En référence aux Figures 1 à 3, une voie ferrée 1 est posée sur des traverses 2 reposant elles-mêmes sur un ballast 3. Ce ballast est disposé sur une sous-couche 4 reposant sur une couche de forme résistante 5. Un poteau métallique 6, supportant un caténaire, comporte à sa base une platine de fixation 7 fixée par quatre boulons de scellement 8 dans un massif en béton 9 conforme à l'invention. Le massif 9 se compose d'un bloc approximativement cubique 11 où sont scellés les boulons 8 solidaire d'une semelle 12 reposant sur la couche de forme 5 et débordant largement le bloc 11. Deux tirants 13, situés dans le plan où s'exerce l'effort de renversement exercé par le caténaire, traversent la semelle 9 de part et d'autre du poteau 6, par des trous 14 évasés vers le haut. Ces tirants portent des cannelures transversales 15 et sont noyés dans un ciment 16 remplissant un forage 17 (Figure 3). Les extrémités supérieures des tirants 13 sont filetées et portent des écrous 18 logés au moins partiellement dans les trous 14 et cachetés par un coulis de ciment 19. Dans l'exemple décrit, le poteau 6 est situé à l'exté- rieur d'uneXcourbe de la voie 1. Un caniveau 21 pour diverses liaisons filaires repose au-dessus d'une partie de la semelle 9. Le poteau 6 étant soumis, par le poids des caténaires, à un effort de renversement dirigé vers la voie, le massif 9 tend à basculer en soulevant la partie de la semelle 12 opposée à la voie. Pour contrarier ce mouvement, l'effet du tirant situé dans cette partie de la semelle est amélioré en éloignant ce tirant de l'axe du poteau, ce qui conduit à réaliser une semelle dissymétrique par rapport à l'axe du poteau. La longueur de pénétration des tirants 13 dans le sol est fonction de la valeur du moment de renversement qui peut atteindre 10-12 tm. En fonction des valeurs couramment admises pour la solidité du scellement des tirants, on est amené à donner aux tirants une longueur de 5 à 6 mètres, en général comprise entre 3 et 8 mètres. Pour installer un poteau, on commence par réaliser sur la couche de forme 15 une surface sensiblement plane et horizontale de dimensions supérieures à celles de la semelle 12, que l'on recouvre d'une mince couche de sable (non représentée). On dépose ensuite le massif sur cette couche de sable et l'on parachève son positionnement par un léger rippage sur cette couche. En utilisant les trous 14, on pratique ensuite les forages 17, puis on y glisse les tirants 13 et l'on coule le ciment 16, par exemple au moyen d'une lance. Puis, on met en place les écrous 18 et on les serre dans l'évasement des trous 14 qui servent ainsi de frein d'écrou élastique. Enfin, on cachète. On doit remarquer que ces diverses opérations peuvent s'effectuer à des intervalles de temps assez longs et que les diverses catégories de matériel de pose ne sont pas obligatoirement immobilisées en même temps. D'autre part, les travaux de terrassement se limitent à un simple arasement de la zone où doit repoSer le massif et au forage de trous pour les tirants. Ces travaux peuvent s'effectuer facilement dans des terrains de toute nature, même très durs ou comportant des blocs de roche dure. En outre, la quantité de béton de scellement est presque négligeable devant celle utilisée par les procédés connus. Enfin, après la pose du poteau, il est toujours possible de parfaire son inclinaison, par exemple, pour lui donrier une contre-flèche prédéterminée, en glissant des cales d'épaisseur sous la platine de fixation 7. On va maintenant décrire, en référence aux Figures 4 à 6, une réalisation particulière de l'invention, dù le poteau est implanté au voisinage d'une voie ferrée installée en déblai humide. Sur ces Figures, on a affecté les éléments analogues à des éléments homologues des Figures I à 3 des mêmes numéros de référence, augmentés de 100. On ne reprendra pas entièrement la description du dispositif, mais on indiquera seulement les parties qui diffèrent. Pour les parties semblables, on se reportera à la description qui précède. Dans cet exemple, le poteau 106 est implanté à l'intérieur d'une courbe d'une voie ferrée 101, donc au voisinage du point le plus bas du déblai. A cet endroit, un drain collecteur d'humidité 122 est disposé au fond d'une fosse 123 remplie d'un gravier perméable 124. Le massif d'ancrage 109 repose sur la couche de forme 105, au bord de la fosse 123. Une légère pente 125 est pratiquée dans la couche de forme, dans la zone d'appui de la semelle 112 située entre l'axe du poteau 106 et le bord de la fosse 123. D'autre part, les tirants 113a situés dans cette zone sont munis d'un épaulement 126 qui prend appui sur la face inférieure de la semelle 112. Le procédé de mise en place du poteau est le même que celui- décrit plus haut, sauf qu'ici les tirants 113a munis d'un épaulement doivent être mis en place avant le dépôt du massif. Une fois le système en place, les amorces de basculement du massif sous lseffet du couple de renversement ne se traduisent pas par une compression de la couche de forme 105 qui risquerait de s'ébouler dans la fosse 123 ou de se tasser, mais par une compression des tirants 113, grâce aux épaulements 126. C'est pour cette raison que, dans l'exemple décrit, il a été prévu deux ti rants 113a pour travailler ainsi à la compression. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux exemples décrits, mais couvre toute variante utilisant des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Système de fixation au sol pour poteau, notamment pour poteau soumis à un effort de renversement, comprenant un massif fixé à la base du poteau, caractérisé en ce que le massif comprend une semelle sensiblement plane pour prendre appui sur le sol et des moyens d'ancrage dans le sol répartis sur la semelle. 2. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la semelle est dissymétrique par rapport à l'axe du poteau et présente une plus grande extension dans la direction opposée à l'effort de renversement. 3. Système conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage comprennent des tirants munis de moyens de fixation à la semelle et présentent une longueur prédéterminée de pénétration dans le sol. 4. Système conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les tirants sont des barres crénelées. 5. Système conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérise en ce que la semelle du massif comporte des orifices évasés vers le haut pour le passage des tirants. 6. Système conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'un des tirants comporte un épaulement pour prendre appui sur la face inférieure de la semelle. 7. Procédé pour fixer au sol un poteau soumis à un effort de renversement et notamment pour mettre en oeuvre un système conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on effectue les opérations suivantes a) on ménage une zone sensiblement plane et horizontale sur une couche solide du sol, b) on dépose le massif sur un lit de sable étalé sur la zone précitée, c) on parachève le positionnement du massif, d) on pratique dans le sol des forages pour les tirants, e) on engage les tirants dans les forages et l'on injecte une masse faisant prise, telle qu'un coulis de ciment, autour de ces tirants, f) on visse et l'on bloque des écrous de fixation à l'extrémité supérieure des tirants. 8. Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que l'on cachète les écrous en coulant un liant. 9. Procédé conforme à l'une des revendications 7 ou 8, applicable dans le cas où le poteau est implanté e bordure d'une fosse pour un drain collecteur d'humidité, caractérisé en ce que l'on ménage une pente dans la partie de la zone d'appui du massif située entre l'axe du poteau et le bord de la-fosse.