Brevet FR2711379A3 — publié le 19950428

FR 2711379 A3 19950428 FR 9312515 A 19931020 La présente invention concerne un procédé et une structure permettant l'assemblage rapide de supports et de fondations de route, utilisés pour la construction d'une route surélevée au-dessus d'une route urbaine à grande circulation. Le construction classique des supports et fondations de route surélevée comprend les étapes suivantes: (1) l'enfoncement profond de pieux de fondation sur place, (2) le moulage d'un capuchon de pieu, (3) la coulée de béton armé de fondation, (4) le moulage du support ou le montage du support. En conséquence, il faut au moins trente jours pour terminer le montage de chaque support sur place, et cette opération pose de sérieux problèmes pour les ouvriers, le transport des matériaux, la circulation ou les commerces le long de la route en construction. L'invention a pour objet un procédé et une structure d'assemblage rapide de fondations et d'un support de route sans enfoncement profond des fondations dans le sol afin que la construction d'une route surélevée soit accélérée, et le procédé et la structure selon l'invention ne détrui- sent pas les installations au sol et permettent une circu- lation régulière sur la route construite. En particulier, selon l'invention, la construction d'un ensemble de supports peut être terminée en quatre heures, alors que, lors de l'utilisation du procédé clas- sique de construction, il faut au moins trente jours d'après les statistiques. En conséquence, lors de l'utili- sation du procédé et de la structure selon l'invention, il n'est pas nécessaire de fermer la zone de la route à construire, et la régularité de la circulation peut être assurée. Selon le procédé et avec la structure d'assemblage rapide de fondations et de supports de route selon l'inven- tion, les étapes de construction comprennent: (1) d'abord, la sélection d'emplacements séparés de distances conve- nables pour la disposition des fondations le long d'une route au-dessus de laquelle doit être construite une route surélevée, puis le creusement d'une gorge ayant une dimen- sion appropriée à la surface du sol à chaque emplacement choisi pour la disposition horizontale d'une fondation et du revêtement bitumineux de la route, (2) le creusement d'une cavité ayant des dimensions convenables le long de la périphérie de la partie inférieure de la gorge pour dispo- ser un cadre horizontal rectangulaire de support, et la pulvérisation d'un adhésif dans la cavité, (3) le montage du cadre horizontal de support dans la cavité, le cadre ayant une joue dépassant à l'extérieur, à la périphérie de la partie inférieure du cadre horizontal de support, avec mise de la partie supérieure du cadre horizontal de support au niveau de la surface inférieure de la gorge, (4) après ajustement horizontal, la pulvérisation de l'adhésif sur tout le cadre et la surface inférieure de la gorge, puis la disposition horizontale de la fondation afin que la péri- phérie de la fondation puisse être fixée à la partie supérieure du cadre ou support horizontal, (5) le raccor- dement d'un ou plusieurs supports verticaux aux fondations, et (6) finalement, la disposition du revêtement bitumineux sur la route. Les étapes précitées peuvent être réalisées en quatre heures. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion, concernant le procédé et la structure d'assemblage rapide de fondations et de supports de route selon l'inven- tion, ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1A, lB, 1C, 1D, lE et 1F sont des coupes représentant schématiquement les étapes de la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 2 est une vue éclatée représentant la structure selon l'invention; la figure 3 est une vue en perspective de la struc- ture selon l'invention; la figure 4 est une coupe partielle de la structure selon l'invention suivant la ligne A-A de la figure 3; la figure 5 est une coupe partielle de la structure selon l'invention suivant la ligne B-B de la figure 3; la figure 6 est une coupe partielle de la structure selon l'invention suivant la ligne C-C de la figure 3; la figure 7 est une vue schématique représentant la structure de l'invention utilisée sur une route à quatre voies de circulation; et la figure 8 est une vue schématique représentant l'appareillage de maintenance des fondations selon l'invention. On se réfère maintenant aux figures lA à 1F, 2 et 4 à 6. Les différentes étapes de mise en oeuvre du procédé de l'invention sont les suivantes. (A) On sélectionne d'abord des emplacements séparés par une distance convenable (de 20 à 40 m) pour la disposi- tion de la fondation 2 le long d'une route au-dessus de laquelle doit être construite une route surélevée, puis on creuse une gorge 5 de dimensions convenables à la surface du sol à chaque emplacement pour disposer horizontalement la fondation 2 et le revêtement bitumineux 4 de la route, la profondeur de la gorge 5 étant de 10 à 20 cm environ et de préférence de 15 cm dans ce mode de réalisation. (B) On creuse une cavité 51 de dimensions conve- nables à la périphérie du fond 52 de la gorge 5 pour la disposition d'un cadre horizontal 1 de support, la profon- deur de cavité 51 étant d'environ 10 à 20 cm, de préférence de 15 cm dans le mode de réalisation considéré, la largeur de la cavité 51 étant d'environ 30 cm. (C) On pulvérise un adhésif 53 dans la cavité 51 et on monte le cadre horizontal de support 1 dans la cavité 51, le cadre 1 ayant une joue 11 dépassant vers l'extérieur à la périphérie du fond du cadre horizontal de support 1, et on dispose la partie supérieure du cadre horizontal de support 1 au niveau de la surface inférieure 52 de la gorge 5. (D) Après ajustement horizontal, on pulvérise l'adhésif 54 sur la totalité du cadre 1 et de la surface inférieure 52 de la gorge 5, et on place horizontalement la fondation 2 sur la combinaison ainsi formée afin que la périphérie de la fondation 2 puisse être fixée à la partie supérieure du cadre horizontal de support 1. (E) On raccorde alors le support ou les supports verticaux 3 à la fondation 2. (F) Enfin, on place le revêtement 4 de la route. On décrit maintenant la structure mise en oeuvre selon l'invention. On se réfère à cet effet aux figures 2 à 6. Cette structure selon l'invention comprend essentiellement un cadre rectangulaire horizontal 1 de support, une fondation rectangulaire 2 et des supports verticaux 3 qui sont tous formés de métal, par exemple d'acier. Le cadre horizontal de support 1 est placé à la partie inférieure de la struc- ture et chaque côté du cadre horizontal de support 1 a une section rectangulaire, par exemple de 15 x 15 cm. Une joue 11 de 15 cm de largeur en direction horizontale dépasse à l'extérieur de la périphérie de la partie inférieure du cadre horizontal 1 de support. La largeur et la longueur du cadre horizontal 1 de support correspondent respectivement à la largeur et à la longueur de la fondation 2. La largeur de la fondation 2 est pratiquement égale à la hauteur du support vertical 3 et ne peut pas être inférieure à 5 m, et la longueur L de la fondation 2 peut être calculée d'après l'équation suivante: L = N x 3,3 + 2, cette longueur étant exprimée en mètres, N désignant le nombre de voies; par exemple, si la route a quatre voies, on a L = 4 x 3,3 + 2 = 15 m. L'épaisseur de la fondation est comprise en 5 et 10 cm. On se réfère aux figures 3 et 7 représentant quatre voies. Dans le mode de réalisation préféré, la surface de la fondation 2 est de 6 x 15 m et, pour des raisons de commodité de fabrication et de trans- port, la fondation 2 peut être divisée en deux parties 21 de fondation ayant chacune une surface de 3 x 15 m. Les parties 21 de fondation sont fabriquées en usine et sont ensuite transportées sur place o elles sont raccordées par plusieurs plaques de raccordement 22 (par exemple trois plaques de raccordement) à l'aide de boulons 24 et de rondelles élastiques. Les surfaces des parties 21 de fondations qui sont au contact des plaques 22 de raccor- dement et les deux surfaces des plaques 22 de raccordement ont toutes plusieurs gorges peu profondes 23 (la profondeur et la largeur des gorges peu profondes peuvent être de 1,5 et 10 cm respectivement) afin que le revêtement 4 de la route placé sur la fondation 2 ne se déplace pas lors du passage de véhicules lourds dans la route. De plus, l'épaisseur de la plaque de raccordement est pratiquement égale à celle des fondations. La périphérie de la fondation assemblée 2 est fixée à la partie supérieure du cadre horizontal 1 de support par des boulons et une rondelle élastique. La fonction du cadre horizontal de support 1 est d'accroitre la sécurité sur le lit de la route et d'augmenter la résistance de la périphé- rie de la fondation 2 afin que la fondation 2 puisse être soumises au choc temporaire d'un poids lourd quelconque. Les plaques précitées de raccordement 22 sont séparées par une distance convenable afin que les supports verticaux 3 (par exemple au nombre de deux) puissent être fixés entre les plaques 22 de raccordement et sur la fondation 2. Le support vertical 3 a des conduits (non repré- sentés) disposés pour la circulation de l'eau, de l'élec- tricité, etc. (il est préférable de préparer un espace dans le support). Les deux côtés des extrémités supérieure et inférieure de chaque support vertical ont une branche en L 31. La partie horizontale 311 de la branche en L 31 a de nombreux trous taraudés. Grâce au raccordement de la partie horizontale 311 à la fondation 2 par des boulons et des rondelles élastiques, le support vertical 3 peut être fixé sur la fondation 2. L'extrémité supérieure du support vertical 3 est raccordée à une poutre de pont 9, cette connexion n'entrant pas dans le cadre de l'invention et n'étant pas décrite dans le présent mémoire. En outre, lorsque le lit de la route est très mou, plusieurs clous d'ancrage (non représentés) peuvent être utilisés comme dispositifs auxiliaires de fixation de la fondation sur le lit de la route. Dans le procédé et avec la structure de montage rapide des fondations et des supports de route, les fonda- tions (ou les parties des fondations et les plaques de raccordement) et les supports verticaux sont fabriqués en usine et sont transportés sur l'emplacement d'utilisation. A cet emplacement, les fondations sont placées sur le lit de la route et les supports verticaux sont fixés aux fondations pour la formation d'une base de construction d'une route surélevée. Comme le procédé et la structure selon l'invention ne nécessitent pas un creusement profond à l'emplacement de travail et l'exécution d'opérations compliquées d'enfoncement en grande profondeur de pieux de fondations (ces opérations compliquées peuvent détruire les installations souterraines de distribution d'eau et d'élec- tricité), les étapes de mise en oeuvre de l'invention peuvent être réalisées en un temps très court (d'environ quatre heures) et ne nécessitent pas une fermeture de la route au-dessus de laquelle est formée la construction, si bien que la circulation sur la route au- dessus de laquelle est formée la construction n'est pas affectée et peut être régulière, et le travail des commerces placés le long de la route n'est pas affecté par la construction. En outre, comme cette application utilise des fondations peu profondes (de 20 à 40 cm), l'équipement souterrain qui peut assurer la distribution d'eau et d'électricité n'est pas détruit et peut en outre être protégé par les fondations 2, qui permettent d'éviter la détérioration des canalisations souterraines par la pres- sion des véhicules. Selon l'invention, il est facile de régler la qualité des éléments de la structure de montage, qui sont tous formés d'acier lors de la fabrication de ces éléments en usine, si bien qu'il n'existe aucun fluage pouvant affecter la sécurité de la construction selon l'invention. En outre, les produits terminés (éléments de la structure selon l'invention) ayant certaines spécifications peuvent être stockés et contrôlés et peuvent être utilisés de manière répétée. De plus, lorsque les fondations 2 s'inclinent ou s'enfoncent à la suite d'une perte de résistance du sol et présentent ainsi un danger, l'invention permet aussi la maintenance des fondations. On se réfère à la figure 8 qui représente un appareillage de maintenance. Le procédé de maintenance comprend les étapes suivantes: (1) des empla- cements A de sécurité au sol sont sélectionnés et mesurés, (2) un bloc B de garnissage de hauteur convenable est mis en place, (3) un vérin hydraulique C est mis en place, (4) un bloc de garnissage D formé de plaques d'acier ayant une épaisseur de 5 cm est mis en place sur le vérin, (5) plusieurs rails E en I formés d'acier sont mis en place sur le bloc D de garnissage, (6) deux rails longitudinaux F ayant une section à double cavité sont placés sur les rails transversaux E, (7) des blocs triangulaires horizontaux de garnissage G sont mis en place sur les rails longitudinaux F, (8) les extrémités des blocs triangulaires horizontaux de garnissage sont raccordées à une plaque H de boulonnage, et la hauteur et les positions horizontale et verticale du vérin C sont ajustées et alignées, (9) le vérin est mis sous une faible pression afin que le bloc triangulaire G soit placé contre la face inclinée de la poutre de pont 9 et soit soudé à celle-ci, (10) le vérin, après que la sécurité du lit de la route a été assurée, est mis suffi- samment sous pression pour soulever la poutre du pont, et le revêtement des fondations 2 est alors retiré et les supports 3 et les fondations 2 sont démontés et, après la fin de la réparation du lit de la route, les fondations et les supports sont à nouveau montés. Les étapes précitées peuvent être réalisées en une période de trois à sept jours. En conséquence, l'opération de maintenance des fondations est facile et rapide. On considère maintenant un exemple de mise en oeuvre de l'invention. Lorsque l'invention est appliquée à une route à quatre voies (voir figures 3 et 7), certaines valeurs sont utiles pour l'explication de la mise en oeuvre de l'invention en pratique. 1. La fondation 2 est collée au lit 8 de la route par un adhésif contenant une résine mélangée à du bitume. La valeur donnant l'adhérence est de 350 t/m2, et elle permet l'encaissement des chocs de tous les poids lourds. 2. La fondation 2 peut être formée d'une plaque d'acier JIS SS 41#. Son épaisseur est de 7,5 cm et la fondation 2 peut être divisée en deux parties 21 ayant chacune une surface de 3 x 15 m. Trois plaques 22 de raccordement et de support 3 sont utilisées dans ce cas, les plaques 22 étant utilisées pour le raccordement des deux parties 21 de la fondation à l'aide de boulons d'acier inoxydable et de rondelles élastiques. La distance comprise entre deux supports 3 est de 7,6 m pour deux voies. 3. Le corps de support est formé d'une plaque d'acier SM 41# dont l'épaisseur dépasse 38 mm et le volume du corps du support est de 0,5 (largeur) x 2 x 5 m (hau- teur) (le corps de support est armé par une nervure longi- tudinale 32, figure 2, placée au milieu du corps de sup- port). La capacité constante d'encaissement de charges de sécurité de chaque corps de support est telle que la résistance à la flexion est de 4 800 tonnes et la résis- tance au cisaillement de 10 250 tonnes. La branche en L 31 est formée d'une plaque d'acier de 5 cm d'épaisseur et elle est soudée ou rivetée au corps de support. La résistance à la flexion des branches à chaque extrémité du corps de support est supérieure à 3 500 tonnes. L'ensemble du support 3 doit être testé à une pression verticale de 3 000 tonnes et doit être soumis à un traitement anti-corrosion. 4. Le cadre horizontal de support 1 est formé d'une plaque d'acier SM 41# ayant une épaisseur de 30 mm et il est fixé à la périphérie de la partie inférieure de la fondation 2; la fonction du cadre horizontal de support 1 est d'accroître la fixation de la fondation et d'augmenter la charge latérale de la fondation à 3,1.10 Pa (200 tonnes par pouce carré). La force de support est supérieure à 3,5.106 Pa (350 tonnes par mètre carré). Comme la hauteur du support 3 est égale à la largeur de la fondation, la surface minimale de la fondation destinée au montage d'un support est de 36 m2 et elle permet l'encaissement d'une charge maximale de 12 600 tonnes sur la route surélevée ayant deux voies. La distance comprise entre les trous taraudés formés à la partie supérieure du cadre horizontal 1 de support ne peut pas dépasser 50 cm afin que les conditions de réalisation de sécurité soient remplies (3,1.107 Pa, soit 200 tonnes par pouce carré). 5. Les boulons de raccordement utilisés selon l'invention sont formés d'acier inoxydable M32 P2 ayant une résistance à la traction d'au moins 45 kg/mm2, et la résistance à la traction de chaque boulon est donc de 33 tonnes. Comme l'acier inoxydable contient du chrome (17 %) et la résistance au cisaillement est de 38 kg/mm2, la résistance au cisaillement de chaque boulon est de 2,8 tonnes. Chaque partie de fondation peut être raccordée par 279 boulons si bien que la résistance à la traction et la résistance au cisaillement de chaque partie de fondation sont respectivement de 9 207 tonnes et 7 812 tonnes res- pectivement. 6. Dans l'étape précitée (A) du procédé de montage selon l'invention, si la distance comprise entre les positions de montage de la fondation 2 est de 20 m, la charge temporaire maximale appliquée à la route est de 1 760 tonnes (y compris le choc maximal temporaire d'un poids lourd). En conséquence, une charge de 880 tonnes est appliquée à chaque support 3. La surface de dispersion de force de chaque support est de 5 m2 et la charge réelle transmise par chaque support est de 180 t/m2. Comme la fondation 2 est formée de plaques d'acier JIS SS 41# ayant une épaisseur de 7,5 cm et comme leur charge de sécurité est de 500 t/mm2, une charge de 180 t/mm2 peut être faci- lement transmise. En outre, la fondation 2 peut aussi comporter un trou d'homme, etc. La sécurité de l'équipement monté sur la fondation 2 peut être assurée même lorsqu'un trou de trois mètres de diamètre est formé dans le lit de la route sous la fondation, par disparition du sol formant le lit de la route. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage rapide de fondations (2) et de supports (3) de route, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (A) d'abord, la sélection d'emplacements espacés d'une distance convenable pour la disposition de la fonda- tion (2) le long d'une route au-dessus de laquelle une route surélevée est construite, puis le creusement d'une gorge (5) ayant une dimension convenable dans la surface du sol à chaque emplacement choisi, (B) le creusement d'une cavité (51) de dimension appropriée à la périphérie du fond de la gorge (5), (C) la pulvérisation d'un adhésif dans la cavité (51) et le montage d'un cadre horizontal (1) de support dans la cavité, la partie supérieure du cadre horizontal de support étant disposée au niveau de la surface inférieure de la gorge, (D) après ajustement horizontal, la pulvérisation complète d'adhésif sur le cadre (1) et la surface infé- rieure de la gorge (5), puis la disposition horizontale d'une fondation (2) sur cette combinaison afin que la périphérie de la fondation puisse être fixée à la partie supérieure du cadre horizontal (1) de support, puis (E) le raccordement d'un ou plusieurs supports verticaux (3) sur la fondation (2), et (F) finalement, la disposition du revêtement bitu- mineux de la route. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de la gorge (5) est comprise en 10 et 20 cm. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de la cavité (51) est comprise entre et 20 cm, et sa largeur est d'environ 30 cm. 4. Structure de montage rapide de fondations et d'un support de route, caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre rectangulaire horizontal (1) de support, une fondation rectangulaire (2) et un ou plusieurs supports verticaux (3), le cadre rectangulaire horizontal (1) de support étant placé à la partie inférieure de la structure, et chaque côté du cadre ayant une section rectangulaire, un flasque (11) dépassant horizontalement vers l'extérieur de la périphérie de la partie inférieure du cadre horizontal (1) de support, la fondation (2) ayant des gorges peu profondes (23) sur sa face supérieure et étant placée sur le cadre rectan- gulaire horizontal (1) de support, la périphérie de la fondation (2) étant fixée à la face supérieure du cadre rectangulaire horizontal (1) de support, les deux côtés des extrémités supérieures et des extrémités inférieures de chaque support vertical (3) étant munis de branches en L (31), les supports verticaux (3) étant fixés à la fondation (2) par raccordement de la partie horizontale de la branche en L (31) à la fondation (2). 5. Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque côté du cadre horizontal (1) de support a une section rectangulaire, et le flasque (11) a une largeur d'environ 15 cm, la largeur et la longueur du cadre hori- zontal (1) de support correspondant respectivement à la largeur et à la longueur de la fondation (2). 6. Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce que la largeur de la fondation (2) est pratiquement égale à la hauteur du support vertical (3) et ne peut pas être inférieure à 5 m, et la longueur (L) de la fondation (2) peut être calculée suivante: L = nombre de voies x 3, 3 m + 2 m, l'épaisseur de la fondation (2) étant comprise entre 5 et cm. 7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que la fondation (2) est divisée en deux ou trois parties (21) suivant la largeur de la fondation afin que la fabrication et le transport soient plus faciles, les parties de fondation (21) étant raccordées par plusieurs plaques de raccordement (22), les surfaces des parties de fondations qui sont au contact des plaques de raccordement (22) et les deux surfaces des plaques de raccordement ayant toutes des gorges peu profondes (23) destinées à empêcher un déplacement du revêtement bitumineux de la route sur les fondations (2) lors du passage de poids lourds sur la route. 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'épaisseur de la plaque de raccordement (22) est pratiquement égale à celle de la fondation (2).