Brevet FR2756312A1 — publié le 19980529

DISPOSITIF DE COFFRAGE DE TUNNEL La présente invention a pour objet un dispositif de coffrage de tunnel particulièrement utilisable dans les tunnels à grand gabarit, notamment les tunnels routiers ou ferroviaires Elle a pour but de faciliter le coffrage de sections dites de garage dans ces tunnels, ces sections de garage étant de dimensions plus grandes que le profil courant du tunnel. Elle peut néanmoins aussi servir pour coffrer une partie courante du tunnel. Le mérite de l'invention est surtout de simplifier l'opération de coffrage et de transport du dispositif de coffrage d'un endroit à l'autre du tunnel. Dans l'état de la technique, après creusement d'un tunnel, on met en place des coffrages glissants pour réaliser une paroi en béton. Ceci permet de consolider, voire de créer, la voûte et les pieds droits du tunnel. Dans certains cas, il arrive qu'on réalise un radié en même temps. Pour des raisons de sécurité, les tunnels sont munis, de place en place, de sections de garage présentant par rapport à la section normale du tunnel un élargissement. Cet élargissement nécessite premièrement de creuser le tunnel plus largement à cet endroit, et d'autre part de mettre en place un autre coffrage: le coffrage glissant de départ ne convient bien entendu pas. Dans l'état de la technique il est connu de disposer d'un deuxième coffrage glissant qui est mis en place à ces endroits de garage le moment venu: soit au fur et à mesure de l'avancement, soit à la fin de réalisation du tunnel. Dans les deux cas il y a lieu de transporter et de monter le coffrage de garage autant de fois qu'il y a de garages à réaliser dans le tunnel. Compte tenu de la taille des tunnels à réaliser, et notamment dans les tunnels routiers ou ferroviaires, la mise en place du coffrage de garage peut provoquer la neutralisation des opérations de creusement et de transport pendant une longue durée, par exemple une semaine. Cette perte de temps est de nature à empêcher la réalisation sereine des travaux de confection du tunnel dans les temps impartis par le cahier des charges. En effet, le coffrage de garage, parce qu'il est de dimensions plus grandes que le coffrage normal, ne peut pas circuler facilement dans les parties courantes du tunnel. Il est alors transporté pièces par pièces. L'invention à pour objet de remédier à cet inconvénient en réalisant un coffrage de tunnel qui pour l'essentiel ne demande pas à être démonté entre chaque utilisation à des emplacements de garage, mais qui est recroquevillé sur lui-même pour présenter un encombrement inférieur puis tournée sur lui-même d'un quart de tour autour d'un axe vertical, avant son déplacement. Ce quart de tour est possible parce que la longueur d'un élément de coffrage de tunnel selon l'invention est inférieure à la largeur du tunnel de passage. L'invention a donc pour objet un dispositif de coffrage de tunnel permettant de définir un volume de tunnel globalement cylindrique ayant une largeur, une hauteur et une longueur, la longueur étant orientée selon la longueur du tunnel, comportant au moins un chevalet mobile en translation dans le sens longitudinal du tunnel, des panneaux de coffrage portés par le chevalet, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour recroqueviller le coffrage, en ce que la longueur de coffrage de ce dispositif est inférieure à la largeur du tunnel, et en ce que le chevalet comporte des moyens pour tourner dans le tunnel afin de présenter sa longueur dans le sens de la largeur du tunnel pour en faciliter le transport. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent - figures la à lc : un dispositif de coffrage conforme à l'invention; - figure 2 : une représentation détaillée du dispositif de la figure l ; - figure 3 : un détail de réalisation montrant la possibilité de confectionner des corbeaux le long du tunnel, et un autre moyen de translation du dispositif de coffrage. Les figures la à lc montrent un dispositif de coffrage de tunnel selon l'invention. Sur celles-ci on distingue, schématiquement, un tunnel 1. Ce tunnel 1 est globalement cylindrique. Ici la base 2 est plate, les pieds droits 3 et 4 sont légèrement incurvés et la voûte 5 est arrondie. Un volume défini, et qui est à coffrer, a une largeur 1, une hauteur h et une longueur L. Le dispositif de coffrage montré comporte des panneaux de coffrage tels que 6 à 14. Ces panneaux de coffrage sont maintenus par un chevalet mobile 15. Le chevalet 15 est mobile en translation dans le sens de la longueur du tunnel 1 par roulement sur des rails 16 et 17. Selon une caractéristique importante de l'invention, au moment où on recroqueville les panneaux de coffrage (comme cela est par exemple montré schématiquement pour les panneaux 12 à 14: par repliement) on peut abaisser les coffrages de voûte 9 à il et provoquer la rotation de l'ensemble de manière à ce qu'il présente, comme cela est indiqué sur la figure lb, sa longueur L, inférieure à la largeur 1, perpendiculairement à la longueur du tunnel. Dans ces conditions, on peut alors déplacer le chevalet jusqu'à un autre endroit et effectuer les opérations décrites en sens inverse pour lui faire occuper une nouvelle position de coffrage. La principale caractéristique de l'invention est donc qu'elle permet de réaliser beaucoup plus facilement des tunnels de garage. Ainsi, sur la figure lb, on a montré en fait deux largeurs, la largeur 1' du tunnel dans sa partie courante et la largeur 1 plus grande, rencontrée par le tunnel dans des zones de garage. On a montré par un trait en tirets 18 le profil du tunnel dans la zone courante : il est clairement plus étroit que le tunnel dans la zone de garage. Bien que cette configuration se présente dans les sections de garage, elle pourrait aussi exister si le dispositif de coffrage était destiné au coffrage d'une section courante et si pour se rendre à cette section il devait franchir des parties déjà équipées (éclairage, signalisation) réduisant de fait le profil utile. On voit par ailleurs sur la figure la une table 19 portée par le chevalet 15 qui déborde dans la zone de garage (1 > 1'). Son encombrement ne lui permettrait donc pas d'être déplacée dans la section normale du tunnel. On remarquera qu'on a montré un élargissement pour effectuer un garage à droite de la figure la. Il est tout à fait possible évidemment de réaliser un garage sur la partie gauche, voire de réaliser un garage des deux côtés en ayant une section générale du tunnel plus grande et même plus haute. La figure lc montre le mécanisme de rotation du dispositif de coffrage de l'invention. Au moment du décoffrage en vue du transport du dispositif, le coffrage, auto-portant, repose par les panneaux de coffrage de pieds 6 et 14 sur le plancher du tunnel. On remonte alors le piètement télescopique du chevalet 15. Dans un exemple ce piètement est de préférence carré et comporte quatre pieds 20 à 23. Ils sont alors soulevés dans le sens de la flèche F. On glisse ensuite sous ces pieds un rail en couronne 24 (voir figure lc) et on repose ces quatre pieds sur ce rail en redescendant les quatre pieds. Pour que les pieds reposent sur ce rail les roues qui permettent le roulement des pieds 20 à 24 sur les rails 17 sont en fait montées sur des pivots. Quand le dispositif repose sur le rail en couronne, on recroqueville, par repliement ici, les panneaux latéraux 12 à 14 et 6 à 8. Puis on abaisse la table 19. C'est possible du fait de l'espace dégagée par le repliement des panneaux latéraux. Dans ces conditions la voûte 5 est décoffrée. Du fait de la forme incurvée de celle-ci il arrive à une certaine hauteur que le dégagement est suffisant pour qu'on puisse faire tourner le chevalet sur le rail en couronne 24 autour d'un axe vertical V. A ce moment on l'oriente pour qu'il occupe la position montrée à gauche de la figure 1: la longueur L étant maintenant orientée parallèlement à la largeur 1 (ou 1') de la section du tunnel. On a tourné d'un quart de tour. Lorsque le chevalet 15 occupe sa position correspondant à la bonne orientation, on enlève la couronne. Pour ce faire on peut soit utiliser des crics. Soit, de préférence en assurant une position de blocage des panneaux 12 et 8 dans leur position recroquevillée, on peut continuer à descendre la table 19 jusqu'à ce que ces panneaux touchent le sol. Dans ce cas le chevalet prend appui sur eux. Les pieds 20 à 23 remontent alors. On peut enlever la couronne. On repose ensuite le chevalet sur les rails 16 et 17. Une particularité de ces toutes opérations et qu'elles n'occupent une équipe de trois personnes qu'environ trois heures. Ceci est à comparer à la durée d'une semaine pour une équipe de six personnes. Les vérins qui permettent l'abaissement ou le relèvement des pieds télescopiques 20 à 23 sont de préférence indépendants pour tenir compte d'une part des défauts de pose des rails 16 et 17 ainsi que de la correction nécessaire de certains dévers le cas échéant. La figure 2 montre en détail le principe de l'invention. On y voit le chevalet mobile 15, la table 19 et les pieds 20, 21. Ces derniers sont maintenus à la table par des renforts respectivement 25, 26. La table 19 comporte à ses extrémités latérales (dans le sens longitudinal du tunnel) des articulations horizontales 27 et 28 pour supporter les panneaux de coffrage 12 à 14 et 6 à 8. L'articulation 27 possède ainsi un axe, perpendiculaire au plan de la figure, orienté selon la longueur du tunnel. Cet axe porte en rotation le bord d'une plaque 29 qui elle-même maintient les coffrages 12 à 14. La plaque 29 est rendue mobile par l'action d'un vérin 30 qui prend appui d'une part sur la table 19 et d'autre part vers le milieu environ de la plaque 29. Lorsque le vérin 30 s'étend, les coffrages 12, 13 et 14 sont renvoyés vers la position qu'ils devront occuper au moment du coulage du béton entre le coffrage mis en place et la paroi creusée du tunnel. Cette position est matérialisée par un trait continu 31 à droite de la figure. La paroi creusée du tunnel est référencée 32. Le panneau de coffrage 14 est maintenu par une de ses arrêtes à un arbre 33 lui aussi longitudinal à la longueur du tunnel, et monté sur une arrête du panneau de coffrage 13. Dans ces conditions, au moment du déploiement, les panneaux de coffrage 12 à 14 occupent une place nécessaire au coffrage du pied droit 34 du tunnel. En pratique la base du panneau de coffrage 14 vient reposer, par un socle 35, sur une semelle en béton 36 préparée à l'avance dans le plancher du tunnel. Afin d'assurer la sécurité du transport, le socle 35 est muni d'un orifice 51 par lequel on peut engager une chaîne 52 qui par ailleurs vient se fixer sous le dessous de la table 19. Ceci permet le support des panneaux de coffrage articulé et la sécurité. La mise en place du pied droit n'est effectuée que lorsque les panneaux de coffrage de voûte 9 à 11 ont été eux même déjà mis en place. Pour cette dernière mise en place une fois que le dispositif de coffrage de l'invention a été amené en position on effectue à l'envers les opérations indiquées ci-dessus et on fait tourner le dispositif de coffrage pour qu'il occupe la position adéquate. Une fois qu'il a tourné on le repose sur les rails 16 et 17 et on élève la table 19 pour la mettre à la hauteur voulue. La construction d'un tunnel nécessite généralement la mise en place d'un plafond qui est supporté, sur toute la longueur des pieds droits 34 du tunnel, par des corbeaux 37 et 38 ménagés le long du tunnel. La réalisation de ces corbeaux est une suggestion de fabrication qui s'impose aussi avec le dispositif de l'invention. On va voir ci-après comment une solution est y apportée simplement. La figure 3 montre, pour le côté gauche du tunnel cette fois, l'équivalent 39 de la plaque 29 ainsi que les panneaux de coffrage 6, 7, 8. La plaque 39 supporte sur ses chants latéraux les extrémités d'un jeu de deux vérins tels que le vérin 40 dont les autres extrémités sont reliées à deux barres telles que 41. L'autre barre correspondant à la barre 41 est située sur l'autre chant de la plaque 39. La barre 41 est par ailleurs articulée par un pivot 42 fixé sur le chant latéral du panneau de coffrage 8. Plutôt que d'être fixé sur les chants, les barres 41 et vérins 40 peuvent être fixés sur les faces de ces pièces, en pratiquant alors les lumières nécessaires. Sous l'effet du déploiement ou de la rétractation du vérin 40, la barre 41 tourne donc autour du pivot 42. Cette barre 41 ainsi que l'autre barre correspondante du même type placée au bout de la longueur du coffrage supportent un profilé 43 en forme de oméga inversé. Le sommet du oméga est fixé aux barres 41. Les ailes de l'oméga sont fixées à une tôle 44. La forme de la tôle 44 reproduit la forme des corbeaux 37 (ou 38 > . La tôle 44 est mieux visible par ailleurs sur la figure 2 où le volet de coffrage de corbeau n'est pas en place. Quand la barre 40, est repoussée et quand la tôle 44 occupe sa position définitive, la barre 40 est maintenue en place par un goujon 50 fixé au panneau de coffrage 9. Il en est de même pour la ou les autres barres 40 utilisée. Lors des opération de coffrage dans le cas où il y a à réaliser des corbeaux, les opérations sont les suivantes. On met en place le coffrage de la voûte. On met en place les coffrages de pied droits. On met enfin en place le coffrage de corbeau. Au décoffrage, bien entendu, on effectue les opérations en sens inverse. On remarque qu'avec l'articulation par la barre 40, on peut ne pas faire prendre de risque au corbeau au moment où on le décoffre. En effet, au moment où on le décoffre, en général quatre heures après la mise en place du béton, celui-ci n'est pas complètement durci, la prise n'est pas faite. Il importe de ne prendre appui sur lui en aucun cas. On constate donc que le panneau 7-8 est muni de deux articulations. Une. première articulation pour le relier à la table, un deuxième pour lui relier le volet 44. Les sens de rotation des deux articulations sont inversés. La figure 3 montre également la présence d'un rail 45 avec des boggies motorisées 46. Si de tels équipement sont présents dans le tunnel, il est possible d'effectuer une reprise d'efforts sous la table 19 et de monter un piètement télescopique 47 à l'aplomb du rail 45 en lieu et place, ou en plus des pieds 20-23. Les éléments de reprise 48 peuvent être fixés à la table 19 et au piètement 47 par tous moyens. Un dispositif à vis 49 permet par ailleurs d'ancrer le socle 35 du panneau inférieur 6 de coffrage dans la semelle 36 pour éviter que les coffrages ne jouent sous l'effet des pressions transmises par le béton au moment où il est vibré après coulage. Bien entendu l'ancrage 49 est enlevé lorsque l'on veut décoffrer et se déplacer. Lorsque le tunnel de garage a une certaine longueur, sa réalisation nécessite soit plusieurs volées de coffrage, soit l'utilisation de plusieurs dispositifs comme ceux montrés. Pour effectuer plusieurs volées, le dispositif est décoffré puis coulissé à une autre position sur les rails 16 et 17 sans nécessiter le repliement complet et la rotation du chevalet. Il suffit alors de décoffrer, d'une part avec les vérins 40 le volet de coffrage de corbeau, et d'autre part avec les vérins 30 les panneaux de coffrage de pied droit, puis de descendre légèrement les panneaux de coffrage de voûte avant de déplacer le chevalet mobile. On recommence ces opérations en sens inverse à une autre position. La présence du volet de coffrage de corbeau est par ailleurs très pratique au moment du décoffrage. En effet une fois qu'on a décoffré le volet de corbeau, les pressions exercées par les panneaux de coffrage de voûte sur les panneaux de coffrage de pied droit ne sont plus transmises, elles disparaissent. Dans ces conditions il est possible de faire tourner sur euxmême autour des arbres 33 les panneaux de coffrages 6 et 14 inférieurs. Ceci ne serait pas possible si toute la masse de béton transmettait par l'effet du panneau de coffrage 9 ou 11 son effort sur les panneaux de coffrage respectivement 8 et 12. En tout cas cela serait beaucoup plus difficile de décoffrer. Au besoin le socle 35 repose sur la semelle 36 par l'intermédiaire d'un effondreur utile à cet égard. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de coffrage de tunnel permettant de définir un volume de tunnel globalement cylindrique ayant une largeur (1), une hauteur (h) et une longueur (L), la longueur étant orientée selon la longueur du tunnel, comportant au moins un chevalet (15) mobile (16,17) en translation dans le sens longitudinal du tunnel, des panneaux (5-14) de coffrage portés par le chevalet, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (27,28) pour recroqueviller le coffrage, en ce que la longueur (L) de coffrage de ce dispositif est inférieure à la largeur du tunnel, et en ce que le chevalet comporte des moyens (20-23) pour tourner dans le tunnel afin de présenter sa longueur dans le sens de la largeur du tunnel pour en faciliter le transport. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chevalet comporte une table (19) pour porter des panneaux de coffrage de voûte du tunnel et des moyens (27,28) d'articulation montées sur les bords de la table pour y maintenir suspendus (36) des panneaux de coffrages de pied-droits du tunnel au moment du transport. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le chevalet comporte un piétement, de préférence carré et à quatre pieds (2023), télescopique, les pieds étant de préférence télescopiques indépendamment, et un rail (24) en couronne pour permettre sa rotation. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il possède des roues (46) montées en pieds de coffrages de pied-droits pour transporter le coffrage en glissement (45) dans une partie de tunnel à coffrer. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les panneaux de coffrage comportent un panneau (44) de coffrage de corbeau (37) qui est articulé (42) sur un panneau (8) latéral de coffrage. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les panneaux de coffrage comportent un panneau (7) de coffrage de pied-droit du tunnel qui est divisé en deux parties articulées par un arbre (33) parallèle à la longueur du tunnel.. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pieds du chevalet comportent des roues à pivots. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un rail (24) en couronne.