Brevet FR2701734A1 — publié le 19940826

- La présente invention est relative à un procédé pour la réalisation d'un passage ou tunnel réservé à la circulation de piétons ou de véhicules sous une voie ferrée ou une chaussée routière ou autoroutière en activité, qui ne nécessite qu'une interruption limitée dans le temps du trafic sur cette voie, l'ouvrage définissant le passage à construire étant préfabriqué, le cas échéant réalisé à côté de la voie avant que celle-ci ne soit momentanément coupée pour permettre l'excavation du terrain formant le talus de support de cette voie, ledit ouvrage étant alors mis en place dans la fouille ainsi créée avant que la voie ou la chaussée ne soit reconstituée sur le dessus de cet ouvrage. L'invention vise plus particulièrement un procédé qui permet, une fois la fouille dégagée après sectionnement de la voie, d'amener l'ouvrage sous l'emplacement de cette dernière dans des délais extrêmement brefs, tout en autorisant une précision remarquable de son positionnement, le terrain étant alors reconstitué sur l'ouvrage avant que la voie ne soit reformée, en permettant la reprise immédiate du trafic. Plus particulièrement encore, l'invention concerne un procédé de construction dans lequel l'ouvrage à mettre en place sous la voie est constitué au moyen d'un, voire de deux cadres, creux et en béton, préfabriqués, le cadre étant disposé dans le premier cas d'un côté du talus portant la voie et dans le cas de deux cadres homologues de façon symétrique l'un de l'autre de chaque côté du plan médian de ce talus, parallèlement à la voie, le cadre unique étant mis en place transversalement dans la fouille ou bien les deux cadres se rejoignant dans le plan médian de manière à assurer la continuité du passage sous la voie d'un cadre à l'autre. A cet effet, le procédé considéré, qui consiste, après avoir sectionné temporairement la voie au droit de l'emplacement prévu dans le talus de support de cette voie pour le passage à réaliser, et avoir effectué une fouille par excavation du terrain dans cet emplacement, se caractérise en ce qu'il consiste à préalablement fabriquer ou disposer, sur au moins un côté de la 2 - fouille, le cas échéant dans chacun des deux côtés de celle-ci de part et d'autre du talus et en vis-à-vis l'un de l'autre, au moins un radier plat de support et de guidage pour chaque cadre creux en béton, le cadre étant porté par le radier à l'extérieur de la fouille, à mettre en place, parallèlement aux côtés latéraux du cadre creux, au moins un câble de traction, chaque câble étant solidarisé à une extrémité d'un bossage d'ancrage aménagé sur le radier supportant le cadre et à l'autre extrémité en prise avec un vérin porté par ce cadre, de manière que l'effort de traction exercé sur le câble par le vérin se traduise, par suite de la réaction sur le bossage d'ancrage, par un effet de poussée sur le cadre qui glisse progressivement sur le radier puis sur le sol de la fouille pour assurer directement sa pénétration dans celle-ci, en avant du radier. Le procédé selon l'invention consiste ainsi à créer entre le radier portant le cadre, les câbles de traction et les vérins qui exercent un effort sur ces câbles pour déplacer le cadre vis- à-vis du radier, un système de force fermé, permettant l'avance progressive et autonome du cadre dans la fouille jusqu'à sa mise en place définitive, en traversant totalement cette fouille dans le talus avant que la voie ne soit ensuite reconstituée sur le dessus du cadre, ou dans le cas de deux cadres symétriques préalablement disposés de part et d'autre de cette fouille, leur rapprochement mutuel jusqu'au moment o ces cadres se rejoignent au milieu de l'ouvrage. En particulier, le procédé selon l'invention permet d'éliminer la réalisation préalable dans la fouille, sur le sol de celle-ci, de longrines transversales à la direction de la voie s'étendant à travers le talus et sur lesquelles, selon le procédé classique, on fait glisser le cadre, la réalisation de ces longrines étant complexe pour leur donner une rectitude convenable, longue et onéreus. De préférence, le cadre est associé à deux premiers câbles parallèles, s'étendant respectivement selon chacun des côtés latéraux de ce cadre Selon une variante cependant, le cadre peut coopèrer avec quatre câbles, deux à deux symétriques de part et 3 - d'autre du plan médian du cadre, les deux premiers câbles étant disposés selon les côtés latéraux de ce cadre, tandis que les deux autres traversent librement des passages allongés prévus dans la dalle inférieure du cadre. Selon une caractéristique particulière, les bossages d'ancrage des câbles sont ménagés dans la partie frontale du radier, au plus près des côtés de la fouille dans le talus, les vérins de traction étant montés dans la partie postérieure du cadre supporté par ce radier. Selon une autre caractéristique, le radier comporte une semelle, de profil rectangulaire, dont la largeur est sensiblement égale à celle du cadre. Avantageusement, le radier est immobilisé sur le sol, sur le côté du talus supportant la voie, au moyen de parties en saillie propres à être enfouies dans le sol de manière à constituer des "bêches" d'ancrage de ce radier Le cas échéant, le radier est associé à des tirants d'ancrage dont une extrémité est solidarisée du bord du radier opposé au talus et dont l'autre extrémité est noyée dans un massif de béton enfoui dans le sol. Selon encore une autre caractéristique, le cadre, réalisé en béton, comporte latéralement des bossages externes permettant le montage des vérins de traction, chaque bossage externe prévu sur le cadre étant disposé sensiblement en regard d'un bossage d'ancrage du radier portant ce cadre. De préférence, les câbles utilisés sont des câbles multifils, dont les torons sont solidaires à une de leurs extrémités d'une plaque d'appui en butée sur la face opposée du bossage d'ancrage. De préférence également, chaque radier comporte latéralement des bords relevés pour le guidage du cadre glissant sur celui-ci sous l'effet des câbles de traction Avantageusement et pour faciliter s'il y a lieu ce glissement, on injecte en permanence entre la face inférieure de chaque cadre et la face supérieure du radier, une couche de bentonite ou autre matériau analogue, apte à lubrifier mutuellement les surfaces en regard. D'autres caractéristiques d'un procédé pour la construction d'ouvrages sous une voie ferrée et des moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels:5 La Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un talus de support d'une voie ferrée et à travers lequel est aménagée une fouille pour la mise en place d'un ouvrage délimitant un passage sous la voie, au moyen du procédé selon l'invention. La Figure 2 représente une vue en perspective d'un radier plat, construit sur un des côtés du talus en regard de la fouille et sur lequel est mis en place un cadre creux, propre à constituer selon le cas le passage à réaliser ou seulement une moitié de ce passage, ce cadre étant alors associé à un cadre homologue symétrique.15 Les Figures 3 et 4 sont des vues respectivement en coupes longitudinale partielle et transversale d'un radier et du cadre porté par celui-ci. Les Figures 5 et 6 sont des vues à plus faible échelle, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale du passage réalisé sous la voie, permettant de mieux expliciter les diverses étapes de mise en oeuvre du procédé. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne une voie ferrée d'un type en lui-même classique, construite à la partie supérieure d'un talus 2, à travers lequel doit être réalisé un passage pour25 piétons ou véhicules, ce passage s'étendant sous la voie. Conformément à l'invention, la réalisation d'un tel passage s'effectue de la façon suivante, l'exemple donné ci-après étant relatif à la mise en oeuvre d'un passage constitué par deux cadres en béton préfabriqués, homologues et disposés symétriquement de30 part et d'autre du talus, ces cadres se rejoignant sensiblement dans le plan longitudinal médian de ce talus s'étendant parallèlement à la voie Bien entendu, le procédé s'applique tout aussi bien lorsque le passage à réaliser est constitué au moyen d'un cadre unique qui s'étend entièrement à travers le talus pour35 former à lui seul le passage en question. Dans un premier temps, on construit, de part et d'autre du - talus 2, deux radiers de support et de guidage 3 dont un seul est représenté sur les Figures 1 à 3, ces radiers étant disposés en regard l'un de l'autre vis-à-vis du plan médian 4 de la voie 1, comme schématisé sur les Figures 5 et 6. 5 Chaque radier 3 (Figure 1) est constitué d'une semelle plate en béton 5, de préférence coulée sur place et comportant des parties en saillie telles que 6 s'étendant sous cette semelle pour constituer des bêches d'immobilisation du radier dans le sol 7 Le cas échéant, le radier est associé à des tirants d'ancrage 8 dont10 une extrémité 9 est solidarisée du bord du radier et dont l'autre, qui est enfouie dans le sol, est bloquée par rapport à ce dernier en étant noyée dans un massif de béton 10 Sur ses côtés latéraux, la semelle 5 comprend des rebords 11 dont le rôle sera précisé plus loin Dans sa partie frontale, en regard du talus 2, le15 radier 3 comporte, à l'extrémité de chaque rebord 11, un bossage d'ancrage 12. Dans un second temps, on dispose sur chaque radier de guidage 3 ainsi réalisé et immobilisé sur le sol, un cadre creux 13 (voir Figures 2 et 3), généralement à section droite rectangulaire et comportant une dalle inférieure 14, des côtés latéraux 15 et 16 et une dalle supérieure 17, parallèle à la dalle 14, la largeur du cadre 13 étant sensiblement égale à celle qui sépare, sur le radier 3, les rebords 11 de celui-ci, de telle sorte que, une fois le cadre 13 mis en place sur le radier, ce25 cadre puisse glisser sur ce dernier, ce glissement pouvant être notamment facilité par une injection entre la semelle 5 et la dalle 14, entre leurs faces en regard, d'un coulis de bentonite ou autre produit analogue, assurant une lubrification éventuellement utile lors du déplacement relatif du cadre sur le radier, puis sur30 le sol en avant du radier au fur et à mesure que le cadre se déplace en se déportant vis-à-vis de celui-ci, de la manière explicitée ci-après. Les cadres 13 peuvent selon le cas être fabriqués sur place ou encore être préfabriqués et amenés déjà formés sur le chantier. Les côtés latéraux 15 et 16 de chaque cadre 13 comportent par ailleurs des bossages extérieurs 18, disposés au-dessus des 6 - rebords 11 du radier 3 lorsque le cadre repose sur celui-ci, en étant dans ces conditions sensiblement en vis-à-vis et dans le prolongement des bossages d'ancrage 12 de ce radier, prévus en bout des rebords, à l'extrémité du radier tournée vers le talus 2. 5 Les bossages 18 du cadre sont aménagés de manière à permettre le montage et le support de vérins hydrauliques 19, destinés à coopérer avec des câbles de traction tels que 20, chacun de ces câbles, selon les côtés latéraux 15 et 16 du cadre, ayant une extrémité fixée sur le bossage 12 correspondant et étant10 en prise avec le vérin 19 de telle sorte que l'effort de traction sur le câble exercé par ce vérin provoque, par réaction sur le cadre, un déplacement correspondant de ce dernier vis-à- vis du radier en direction du talus 2. Avantageusement et comme représenté schématiquement sur la Figure 4, les câbles 20 sont des câbles multifils, formés d'une pluralité de torons 21 aménagés de telle sorte que, à l'extrémité du câble dans le bossage 12, ils s'épanouissent dans un évidement 22 de celui-ci pour venir se fixer au moyen de clavettes de blocage 23 sur une plaque d'appui 24, assurant une répartition convenable des efforts créés par le vérin de traction 19 correspondant. Le cadre 13 étant mis en place sur son radier 3, avec une disposition analogue de chaque côté du talus 2 dans l'exemple plus spécialement considéré, étant à nouveau rappelé que le même25 processus peut être mis en oeuvre avec un seul cadre et un radier unique aménagé d'un côté du talus, on procède alors au sectionnement momentané de la voie 1 et à la réalisation à travers le talus d'une fouille 25 dont les dimensions transversales sont sensiblement celles des cadres 13 qui, une fois mis en place dans30 cette fouille, délimiteront le passage réalisé sous la voie. Les Figures 5 et 6 permettent de comprendre facilement comment s'effectue la mise en place des deux cadres 13 de chaque côté du talus dans la fouille 25, chacun de ces cadres étant ripé progressivement et mutuellement l'un vers l'autre sur les radiers35 3 qui les supportent, jusqu'au moment o ces câbles se rejoignent dans le plan médian 4 du talus 2, en assurant la continuité du 7 - passage, le terrain sur le dessus de la dalle supérieure 17 de chaque cadre pouvant être rapidement remis en place, avant que la voie 1 ne soit reconstituée de façon à permettre la reprise du trafic qui a été seulement interrompu pendant les opérations de 5 ripage des cadres comme indiqué ci-dessus. On assure ainsi la réalisation d'un passage sous une voie ferrée ou le cas échéant une chaussée ou autre, d'une manière simple, rapide et efficace, avec un temps d'interruption du trafic sur cette voie aussi limité que possible Le guidage des cadres et10 leur glissement sur les deux radiers est rendu très facile par la conception de ces derniers et notamment la présence des rebords latéraux qu'ils comportent, permettant d'obtenir un positionnement très précis des cadres l'un vers l'autre au fur et à mesure de leur rapprochement En outre et comme déjà précisé, leur15 glissement peut être si nécessaire facilité par une lubrification convenable de la semelle du radier et de la dalle inférieure des cadres, mais dans tous les cas sans nécessiter l'emploi à travers la fouille de longrines ou autres rails de support tels qu'utilisés dans les solutions classiques et dont la mise en place20 est longue et délicate, et exige en conséquence une interruption plus grande du trafic. A noter en outre que, la pression au sol due aux cadres glissant sur leurs radiers étant inférieure à celle créée par la masse de terre enlevée dans la fouille, les risques de tassement25 du sol comme on les rencontre dans un processus de ripage des cadres sur des longrines préalablement réalisées en travers de cette fouille, sont éliminés, ce qui permet une mise en place plus sure des cadres. De plus, si en règle générale l'utilisation de câbles 20 disposés selon les côtés latéraux 15 et 16 de chaque cadre suffit à assurer un ripage satisfaisant de celui-ci, on peut prévoir selon d'autres variantes d'améliorer la répartition des efforts de poussée sur les cadres en utilisant d'autres câbles de traction, par exemple tels que 26 (voir Figures 2 et 3), disposés dans des35 trous prévus dans la dalle inférieure 14 du cadre 13 et ancrés à l'avant du radier 3 sur des plaques de butée 27, disposées de 8 - manière à ne pas gêner l'avance du cadre dans la fouille 25. Bien entendu et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à l'exemple de mise en oeuvre plus spécialement décrit ci-dessus en référence aux dessins annexés; 5 elle en embrasse au contraire toutes les variantes entrant dans le cadre des revendications ci-après, en particulier lorsque le passage à aménager sous la voie est formé au moyen d'un cadre unique et non plus comme ci-dessus à l'aide de deux cadres homologues se rejoignant dans le plan médian du talus au milieu de1 O la fouille. 9 - REVENDICATIONS 1 Procédé pour la construction d'un ouvrage sous un talus de support d'une voie ferrée ( 1) ou d'une chaussée, qui consiste, après avoir sectionné temporairement la voie au droit de l'emplacement prévu dans le talus de support ( 2) de cette voie 5 pour le passage à réaliser, et avoir effectué une fouille ( 25) par excavation du terrain dans cet emplacement, caractérisé en ce qu'il consiste à préalablement fabriquer ou disposer, sur au moins un côté de la fouille, le cas échéant dans chacun des deux côtés de celle-ci, de part et d'autre du talus et en vis-à-vis l'un de10 l'autre, au moins un radier plat ( 3) de support et de guidage pour un cadre creux ( 13) en béton, le cadre étant porté par le radier à l'extérieur de la fouille, à mettre en place, parallèlement aux côtés latéraux du cadre creux, au moins un câble de traction ( 20), chaque câble étant solidarisé à une15 extrémité d'un bossage d'ancrage ( 12) aménagé sur le radier supportant le cadre et à l'autre extrémité en prise avec un vérin ( 19) porté par ce cadre, de manière que l'effort de traction exercé sur le câble par le vérin se traduise, par suite de la réaction sur le bossage d'ancrage, par un effet de poussée sur le20 cadre qui glisse progressivement sur le radier puis sur le sol de la fouille ( 25) pour assurer directement sa pénétration dans celle-ci, en avant du radier. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à associer chaque cadre ( 13) à deux premiers câbles parallèles ( 20), s'étendant respectivement selon chacun des côtés latéraux ( 15, 16) de ce cadre. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait coopérer chaque cadre ( 13) avec quatre câbles ( 20, 26), deux à deux symétriques de part et d'autre30 du plan médian du cadre, les deux premiers câbles ( 20) étant disposés selon les côtés latéraux du cadre, tandis que les deux autres ( 26) traversent librement des passages allongés prévus dans la dalle inférieure ( 14) du cadre. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, -10 - caractérisé en ce qu'on dispose les bossages d'ancrage ( 12) des câbles ( 20) dans la partie frontale de chaque radier ( 3), au plus près des côtés de la fouille ( 25) dans le talus ( 2), les vérins de traction ( 19) étant montés dans la partie postérieure du cadre ( 13) supporté par le radier. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait comporter à chaque radier ( 3) une semelle ( 6), de profil rectangulaire, dont la largeur est sensiblement égale à celle du cadre ( 13). 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on immobilise les radiers ( 3) sur le sol ( 7), de chaque côté du talus ( 2) supportant la voie, au moyen de parties en saillie propres à être enfouies dans le sol de manière à constituer des "bêches" d'ancrage de chaque radier. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on fait comporter latéralement à chaque cadre ( 13), réalisé en béton, des bossages externes ( 18) permettant le montage des vérins de traction, chacun de ces bossages externes étant prévu en regard du bossage d'ancrage ( 12) du radier supportant ce cadre. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise des câbles multifils formés de torons ( 21), dont les extrémités sont solidaires d'une plaque d'appui ( 24) en butée sur la face opposée du bossage d'ancrage ( 12). 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on ménage latéralement sur chaque radier ( 3)des bords relevés ( 11) pour le guidage latéral du cadre ( 13) porté par ce radier. 10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on injecte entre la face inférieure de chaque cadre ( 13) et la face supérieure du radier ( 3), une couche de bentonite ou autre matériau analogue, apte à lubrifier mutuellement les surfaces en regard pour améliorer le glissement du cadre. -11 - 11 Ouvrage construit sous une voie ferrée ou analogue, par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.