Brevet FR2593549A1 — publié le 19870731

La présente invention est relative à un procédé permettant la construction d'ouvrages tels que des passages ferroviaires ou routiers, routiers ou piétonniers au travers de talus ou terrassements quelconques supportant une ou plusieurs voies ferrées, sans nécessiter l'arrêt prolongé du trafic s'écoulant sur ces voies. On connaît déjà un procédé autorisant la construction d'ouvrages du genre de passages routiers sous des voies ferrées dont la direction est généralement transversale à celle de ce passage, qui consiste à utiliser des éléments préfabriqués délimitant ce dernier et mis en place à travers le talus ou analogue supportant les voies après avoir ménagé dans celui-ci une tranchée de dimensions appropriées. Toutefois, cette solution présente l'inconvénient majeur d 'exiger le sectionnement des voies sur la longueur correspondant au passage, puis après terrassement du talus pour dégager à travers celui-ci l'espace adéquat, à faire riper les éléments préfabriqués, avant de pouvoir finalement, une fois ces éléments assemblés et l'ensemble consolidé, reconstituer les voies.Avec une telle méthode, l'arrêt du trafic est necessairement prolongé, d'au moins 48 heures dans les meilleures conditions et pour un ouvrage de dimensions relativement limitées. Un tel arrêt prolongé est particulièrement préjudiciable, surtout si les voies ferrées concernées assurent l'ache- minement en période normale d'un trafic important. Une autre solution consiste à mettre en place des tabliers auxiliaires fournis par la SNCF et acheminés par wagons reposant sur des camarteaux en béton ou en bois. Après terrassement sous ces tabliers auxiliaires, l'ouvrage est construit par tranches successives, exigeant un déplacement longitudinal des tabliers auxiliaires. Mais là encore ce procédé, qui demande des moyens de mise en oeuvre très importants, entraîne une immobilisation du trafic et des travaux de nuit ou de week-end. Enfin, on peut faire référence, dans l'état de la technique connue, à une méthode dite- de fonçage, qui consiste à faire pénétrer à force dans le talus sous les voies une structure creuse constituant l'encadrement du passage à réaliser, cette structure étant poussée progressivement dans le sol, la terre du talus étant au fur et à mesure retirée par l'intérieur de cette structure. La péné tration à force de celle-ci est réalisée au moyen de vérins qui prennent appui sur un côté de la structure et sur un massif de butée fixe de dimensions suffisantes pour être capable d'offrir une réaction convenable à la poussée des vérins.Dans ce cas toutefois, on con çoit de façon évidente que les efforts à développer soient considérables, notamment dès que la structure à mettre en place présente des dimensions significatives, ce qui entraîne des coûts de mise en oeuvre particulièrement élevés. De plus, la méthode en cause exige de procéder préalablement à un renforcement des voies, qui est également coûteux et long, en entraînant à nouveau la nécessité d'interrompre le trafic pendant une période relativement prolongée et un ralentissement du trafic pendant les travaux. La présente invention est relative à un procédé qui permet d'éviter les inconvénients des solutions rappelées ci-dessus, en assurant la réalisation sous le talus ou plus généralement la structure de support de voies ferrées ou autres, un passage routier ou piétonnier sans nécessiter une interruption de longue durée du trafic, qui soit facile à mettre en oeuvre et qui n'entraîne que des frais réduits quelles que soient les dimensions transversales de l'ouvrage à réaliser. A cet effet, le procédé considéré se caracterise en ce qu'il consiste à foncer transversalement de façon connue en ellemême, sous le talus, deux paires de demi-culées ou pieds droits évidés disposés deux à deux en regard de part et d'autre des côtés délimitant le passage à réaliser et ménageant sous les voies, entre celles-ci et la face supérieure des demi-culées, une épaisseur de remblai limitée, à amener les demi-culées deux à deux en butée sensiblement dans le plan longitudinal médian du talus, à claver ces demi-culées dans leur zone de jonction mutuelle de part et d'autre de ce plan médian, à monter en place sous les voies des raidisseurs sur une longueur de celles-ci légèrement supérieure à celle qui sépare les deux paires de demi-culées, à retirer le remblai entre les voies et les culées jointives sous les raidisseurs, à disposer sur les deux paires de demi-culées respectivement deux sommiers supports reposant sur ces culées, à enlever les raidisseurs et à tronçonner alors les voies sur une longueur correspondant à la largeur du passage, à terrasser le remblai subsistant entre les sommiers sur une épaisseur nécessaire a l'encoffrement des demi-tabliers. à mettre en place de chaque côte ou d'un seul côté du passage deux demi-tabliers préfabriqués ripés latéralement sur les sommiers pour les faire reposer jointifs sur ceux-ci par leurs extrémités, à reconstituer les voies sur les demi-tabliers et à achever le terrassement du passage entre les deux paires de demi-culées sous les voies. Selon une caractéristique particulière du procédé de 1 ' in- vention, le fonçage des deux demi-culées de chaque paire est réalisé à l'aide de câbles traversant le talus, fixé chacun à une extrêmité à une demi-culée et solidarisé à l'autre extrêmité d'un vérin en appui sur l'autre demi-culée et exerçant sur le câble un effort de traction assurant le rapprochement mutuel des demi-culées. Avantageusement et selon une autre caractéristique égale- ment, on réalise par coulée de béton les deux demi-tabliers de part et d'autre du talus sur des échafaudages s'étendant parallèlement aux voies et surmontant les deux demi-culées des deux paires, disposées sur chacun des côtés du talus. De préférence, la coulée et le sechage des demi-tabliers sont réalisés pendant les opérations de fonçage des demi-culées dans le talus. Le procédé selon l'invention permet ainsi une organisation optimale des opérations successives à effectuer, parmi lesquelles la coupure des voies et l'interruption du trafic qui en résulte sont réduites au minimum, correspondant à la seule mise en place des demi-tabliers, eux-mêmes préalablement construits aux dimensions exactement prévues de part et d'autre du talus durant les opérations préalables de fonçage des demi-culées, de renforcement des voies et de réalisation des sommiers destinés à recevoir ces tabliers. Notamment, le procédé de l'invention permet, sans avoir à sectionner les voies, de réaliser sous celles-ci, dans l'espace limité disponible entre la face supérieure des demi-culées une fois jointives et les voies elles-mêmes, les sommiers de support des tabliers. Selon le cas, on coule les sommiers sur place ou on procede au scellement sur les demi-culées de sommiers préfabriqués de façon à rattraper ainsi un éventuel défaut d'alignement des faces jointives des demi-culées. L'invention procure en conséquence, à la fois une très grande économie dans les moyens de manutention et de fabrication nécessaires à la mise en oeuvre de diverses étapes du processus envisagé, et egalement une rapidité dans l'accomplissement de ces étapes, en autorisant dès lors une réduction particulièrement sensible du coût total de ces opérations .Il faut souligner que toutes ces étapes entrent dans la construction définitive de l'ouvrage, ce qui est un facteur supplémentaire d'économie, par rapport à toutes les autres méthodes qui introduisent des étapes supplémentaires qui affectent le coût global de l'ouvrage. En outre, il convient de souligner que la nature et la séquence de ces opérations ne sont en aucune façon tributaires des dimensions transversales et même longitudinales du passage a réaliser sous les voies, perpendiculairement à cellesci, le procédé pouvant aussi bien s'appliquer pour des ouvrages nécessitant plusieurs travées successives, reposant sur autant de paires de demi-culées transversales parallèles, les tabliers supportés par ces demi-culées deux à deux pouvant présenter des dimensions longitudinales aussi importantes que nécessaires. L'invention sera encore plus explicitement exposée à travers la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre du procédé considéré, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La Figure 1 est une vue en coupe fransversale d'un talus supportant des voies de chemin de fer sous lesquelles est à réaliser, selon l'invention, un passage routier ou piétonnier, illustrant la mise en place préliminaire de deux demi-culées - La Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1, expliquant le processus de fonçage des deux demi-culées. - Les Figures 3 et 4 sont à nouveau des vues analogues aux précédentes mais destinées à expliciter diverses étapes ultérieures de la mise en oeuvre du procédé. - La Figure 5 illustre en deux demi-coupes longitudinales selon la direction des voies ferrées, respectivement à gauche sur le dessin la réalisation des sommiers de support des tabliers, et à droite le montage de ces derniers sur ces sommiers. - La Figure 6 est une vue en perspective partielle des moyens de renforcement fixés sour les voies. - La Figure 7 est une vue en perspective permettant de préciser l'ensemble des opérations réalisées selon l'invention. Sur ces Figures, on a désigné sous la référence 1 un talus de support d'une ou plusieurs voies ferrées 2. Bien entendu, il va de soi que la forme particulière de ce talus de même que la nature ou l'agencement des voies 2 sont sans incidence directe sur la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, celui-ci pouvant être appliqué de- façon identique pour réaliser un passage sous un terrassement quelconque supportant une voie différente, même si son application aux chemins de fer semble particulièrement avantageuse. Afin de réaliser sous ces voies un passage libre, par exemple à usage routier et/ou piétonnier,on utilise des paires de demi-culées creuses ou de pieds droits respectivement 3 et 4, disposees de part et d'autre du talus 1, ces demi-culées présentant une structure creuse 5 (Figure 5) permettant notamment, une fois l'ouvrage achevé et comme on le verra plus loin, la circulation des piétons par exemple, l'espace aménagé entre les culées de deux paires voisines étant réservé aux véhicules. Notamment, il doit être considéré ici que le procédé selon l'invention, décrit ci-après en relation avec un exemple mettant en oeuvre deux paires de demi-culées du genre précédent, pourrait être adapté avec un nombre plus important de ces paires, en particulier si la largeur du passage à réaliser est très importante, les paires de demi-culées constituant alors deux à deux des travées voisines. Les demi-culées 3 et 4 dans chaque paire sont réunies deux à deux à travers le talus 1 au moyen de câbles de précontrainte 6, fixés chacun à une extrêmité 7 sur l'une des demi-culées 3 et à l'autre sur un vérin hydraulique ou autre 8, porté par la demiculée en regard. Le nombre des câbles 6 reliant ainsi les deux demi-culées est choisi selon les efforts à développer pour assurer le fonçage de l'une vers l'autre à travers le sol du talus 1 de façon à rapprocher ces éléments mutuellement et progressivement l'un de l'autre. La terre 9 qui au fur et à mesure remplit la partie évidée interne 5 des demi-culées lors de leurs avances respectives est évacuée en continu par un tapis excavateur 10 ou par tout autre moyen de terrassement approprié.On notera à cet egard que cette technique de fonçage mutuel de structures creuses l'une vers l'autre est désormais connue dans la technique mais résulte de travaux et de publications du demandeur. Parallèlement a la mise en place des demi-culées 3 et 4 de chaque côté du talus 1, on dispose au dessus de celles-ci > parallèlement aux voies 2 et sur les culées appartenant à deux paires voisines, des échafaudages 11 qui viennent ainsi surmonter deux demi-culées 3 ou 4 selon le côté ou ils sont prévus, ces échafaudages étant destinés à supporter respectivement deux demi-tabliers 12 et 13, qui seront adaptés a constituer, une fois l'ouvrage achevé, le tablier ou la traverse de support de la voie 2 au-dessus du passage transversal à réaliser sous le talus 1.Ces demi-tabliers 12 et 13 peuvent être réalisés de toute manière connue dans la technique du bâtiment, notamment être coulés sous coffrage sur place aux dimentions exactes de la portée a obtenir entre les culées qui formeront les côtés latéraux du passage. I1 est a noter que selon les cas les deux demi-tabliers peuvent être fabriqués soit du même côté soit de part et d'autre du talus. La forme et la structure de ces demi-tabliers est à nouveau sans incidence directe sur la mise en oeuvre du procédé. Notamment, ils peuvent être partiellement ou totalement préfabriqués et amenés directement par des engins de manutention appropriés sur leur échafaudage, ou bien être construits directement sur ceuxci, en mettant a profit le temps nécessaire au fonçage des culées en vue de leur fabrication et notamment, s'ils sont réalisés en béton coulé, pour le séchage suffisant de celui-ci. Lorsque les deux demi-culées 3 et 4 dans chaque paire sont suffisamment enfoncées dans le talus 1, notamment lorsque leur pointe d'extrêmité 14 vient en jonction de l'une à l'autre sensiblement dans le plan longitudinal médian du talus 1, on poursuit l'en- lèvement de la terre jusqu'a réaliser la continuité du conduit matérialisé par ces culées ainsi face à face. A cet instant, on les clave ensemble dans leur région à pan incliné 15 prévu entre elles, la forme en pointe de chaque demi-culée étant généralement adoptée pour évider un éboulement du terrain lors du fonçage.Au cours de cette opération de clavage, on assure ainsi par mise en place et scellement de plaques de béton de profil adapté ou plus simplement par remplissage de l'espace ainsi délimité par une couche de béton en continuité des parois des culées elles-mêmes, le prolongement de l'une et de l'autre de celles-ci qui délimitent alors a tavers le talux et deux par deux un couloir continu et ouvert à ses deux extrêmités, la face supérieure 16 des demi-culées se disposant dans un plan horizontal si le fonçage a été réalisé dans des conditions optimales mais pouvant le cas échéant présenter un léger décalage en hauteur de l'une à l'autre ce qui, comme on va le voir, ne présente aucun inconvénient mais exige seulement un rattrapage du jeu par un raccord de béton approprié. Dans la phase suivante, on procède alors à un renforcement des voies 2 sur une dimension longitudinale de celles-ci un peu supérieure à celle qui sépare les paires de demi-culées préalablement aboutées comme dit ci-dessus. Ce renforcement est avantageusement réalisé comme montré sur la figure 6 en disposant sur les traverses en bois 17 portant les rails 18 des voies 2 des fers longitudinaux en H ou en I 19, fixés sur ces traverses et sous lesquels sont soudés ou boulonnés transversalement d'autres fers 20, conférant à l'ensemble une faculté de raidissement convenable.Naturellement, il est clair que la structure de ces fers et plus généralement la manière dont est réalisé le renforcement des voies 2 n'a pas d'incidence directe sur 1 ' invention, le seul impératif étant de pouvoir rigidifier suffisamment celles-ci pour permettre, sans créer de fléchissement inacceptable, d'évacuer sous les voies au droit des culées jointives 3 et 4 et parallèlement à la surface supérieure 16 de cellesci, la tenue du remblai pour laisser libre un espace 21 de hauteur limitée. A souligner que pendant cette opération comme d'ailleurs pendant toutes celles qui précèdent, le trafic ferroviaire n > a à aucun moment dû être arrêté, le renforcement des voies pouvant être aisément réalisé entre deux passages successifs de trains. En outre, l'excavation de l'espace 21 est limité a des dimensions suffisantes pour que ce renforcement soit à même d'assurer la rigidité nécessaire sans avoir à interrompre le trafic. Une fois l'espace 21 rendu libre, on dispose sur la surface 16 de chaque paire de demi-culées un sommier transversal aux voies 22, présentant le cas échéant un renfort latéral 23 évitant que les déblais de terre ne viennent s'ébouler sur le sommier lui-même. Ce sommier 22 peut être réalisé au moyen d'un élément préfabriqué ripé sur place ou fabriqué in situ aux dimensions adéquates correspondant à la largeur des deux demi-tabliers 12 et 13. Eventuellement et comme déjà dit, la mise en place du sommier 22 peut être effectuée avec un rattrapage du jeu a la jonction des deux demi-culées 3 et 4 correspondantes. Dans l'étape suivante, on sectionne alors les voies 2 entre les sommiers 22 ainsi réalisés sur les demi-culées des deux paires voisines délimitant la largeur du passage à effectuer, puis on retire le remblai 24 au-dessus du plan 16 des culées afin de permettre, par tout moyen classique approprié, de faire riper les demi-tabliers 12 et 13 l'un vers l'autre en les amenant en fin de course à reposer sur les sommiers 22 dont l'écartement a été preala- blement exactement déterminé (Figures 3 et 4). Les demi-tabliers 12 et 13 étant ainsi en place et jointifs sous l'emplacement des voies, celles-ci peuvent alors être immédiatement reconstituées, la mise en oeuvre du procédé n'ayant donc interrompu le trafic effectif sur celles-ci que pour un laps de temps très réduit, quelques heures au plus, juste indispensable à la coupe des voies et à leur enlèvement au terrassement, au ripage des tabliers et au rétablissement de la continuité des rails, du ballast et autres accessoires ordinaires constituant les voies. Le trafic ferroviaire étant repris, les finitions de l'ou- vrage peuvent alors être entreprises sans gêner le trafic, consistant d'une part à aménager les - bords du talus 1 au droit et au-dela de 1 'affleurement des demi-culées et à terrasser le sol sous les demitabliers pour dégager l'espace 25 constituant le passage ainsi pratiqué sous les voies (Figure 5). On réalise ainsi un ouvrage d'art, notamment un passage sous des voies de roulement, dans des conditions qui, tout en procurant une sécurité pour l'écoulement ultérieur du trafic sur ces voies, permettent un gain de temps et une économie de moyens particulièrement appréciables. L'invention peut naturellement s'adapter a des géométries particulières d'ouvrages et/ou de voies ferrées, sans modifier les principes généraux de sa mise en oeuvre qui dans tous les cas conduisent à une réduction tout à fait significative du temps où les voies sont indisponibles, toutes les opérations préalables et ultérieures à cette seule étape du processus étant effectuées sans interrompre le trafic. En conséquence, il doit être considéré que l'invention ne se limite pas au seul exemple de mise en oeuvre plus spécialement décrit et représenté; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la construction d'ouvrages d'art sous des voies ferrées en exploitation, et notamment d'un passage routier ou piétonnier a travers un talus ou terrassement analogue supportant les voies, caractérisé en ce qu'il consiste à foncer transversalement, de façon connue en elle-même, sous le talus (1) deux paires de demi-culées (3-4) ou pieds droits évidés disposés deux à deux en regard de part et d'autre des côtés délimitant le passage à réaliser et ménageant sous les voies, entre celles-ci et la face supérieure des demi-culées, une épaisseur de remblai limitée (24), a amener les demi-culées deux à deux en butée sensiblement dans le plan longitudinal médian du talus (1), a claver ces demi-culées dans leur zone de jonctioin mutuelle de part et d'autre de ce plan médian, à monter en place sous les voies (2) des raidisseurs (19-20) sur une longueur de celles-ci légèrement supérieure à celle qui sépare les deux paires de demi-culées, à retirer le remblai entre les voies et les culées jointives sous les raidisseurs, à disposer sur les deux paires de demi-culées respectivement deux sommiers supports (22) reposant sur ces culées, à enlever les raidisseurs et a tronçonner alors les voies sur une longueur correspondant a la largeur du passa ge , à terrasser le remblai subsistant entre les sommiers sur une épaisseur nécessaire a 1 'encoffrement des demi-tabliers, à mettre en place de chaque côté ou d'un seul côté du passage deux demitabliers (12-13) préfabriqués ripés latéralement sur les sommiers pour les faire reposer jointifs sur ceux-ci par leur extrêmités, à reconstituer les voies sur les demi-tabliers et à achever le terrassement du passage (25) entre les deux paires de demi-culées sous les voies. 2) Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le fonçage des deux demi-culées (3-4) de chaque paire est réalisé à l'aide de câbles (6) traversant le talus, fixé chacun a une extrémité (7) à une demi-culée et solidarisé à l'autre extrêmité d'un vérin (8) en appui sur l'autre demi-culée et exerçant sur le câble un effort de traction assurant le rapprochement mutuel des deux demiculées. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu on réalise par coulée du béton les deux demi-tabliers (12-13) de part et d'autre du talus (1) sur des échafaudages (11) s'étendant parallèlement aux voies (2) et surmontant les deux demi-culées (34) des deux paires disposées sur chacun des côtés du talus. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la coulée et le séchage des demi-tabliers (12-13) sont réalisés pendant les opérations de fonçage des demi-culées (3-4) dans le talus (i). 5) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on coule les sommiers (22) sur place ou on procède au scellement sur les demi-culées (3-4) de sommiers préfabriqués de façon à rattraper ainsi un éventuel défaut d'alignement des faces jointives des demi-culées. 6) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'auto-fonçage de demi-culées creuses deux à deux en regard de part et d'autre du talus, des moyens de fabri caticn de deux demi-tabliers longitudinaux s'étendant latéralement entre et au-dessus de deux demi-culées de deux paires voisines, des moyens de réalisation et de mise en place de sommiers transversaux recevant les demi-tabliers et s'étendant chacun sur deux demiculées d'une même paire et des organes de raidissement temporaire des voies pour soutenir celles-ci pendant la réalisation des sommiers.