Brevet FR2846031A1 — publié le 20040423

i L'invention concerne un chemin de roulement pour une remorque d'une machine de creusement d'un tunnel. Les machines de creusement d'un tunnel, appelées tunneliers, comportent une structure mobile de grandes dimensions comprenant une 5 enveloppe cylindrique à l'avant de laquelle est disposé un bouclier ayant une section sensiblement circulaire dont le diamètre correspond au diamètre du tunnel dont on réalise le creusement. La partie antérieure du bouclier qui vient en contact avec le front de taille pour réaliser la découpe de la formation traversée par le tunnel, 10 comporte une tête de coupe supportant des outils de travail et entraînée en rotation à une vitesse déterminée qui est fonction de la nature du terrain à creuser. Derrière le bouclier, la machine de creusement comporte, entre autres, une remorque qui avance en même temps que la tête de coupe lors du 15 creusement de tunnel. Cette remorque qui a une longueur de plusieurs dizaines de mètres se déplace sur un chemin de roulement reposant sur l'enveloppe en béton du tunnel et contient les différents équipements d'exploitation, comme par exemple des réservoirs de stockage des divers fluides, des locaux techniques ou 20 des locaux sanitaires ou de repos pour le personnel. La remorque présente une masse importante et, de ce fait, les chemins de roulement utilisés jusqu'à présent nécessitent la construction d'une infrastructure spécifique dans le tunnel pour le roulage de cette remorque et notamment une préparation particulière des voussoirs qui forment le revêtement 25 en béton du tunnel, pour la fixation du chemin de roulement. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un chemin de roulement simple à mettre en oeuvre et qui ne demande la construction d'aucune infrastructure particulière, tout en présentant toutes les garanties de sécurité. L'invention a donc pour objet un chemin de roulement pour une remorque d'une machine de creusement d'un tunnel, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments indépendants formés chacun par une traverse centrale munie de patins d'appui sur le fond du tunnel et comportant, d'une part, au milieu de ses bords transversaux, des organes d'accrochage à pivot avec l'élément adjacent et des moyens de positionnement angulaire des éléments entre eux et, d'autre part, sur chacun de ses bords latéraux, un sabot de support d'un rail. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chaque élément est déplaçable par des moyens de transfert portés par la remorque entre une position posée sur le fond du tunnel derrière cette remorque et une position posée sur ledit fond devant ladite remorque, - les organes d'accrochage à pivot comprennent, sur un bord 10 transversal de la traverse, une partie femelle et, sur l'autre bord transversal, une partie mâle de forme complémentaire à ladite partie femelle permettant le pivotement dans un plan horizontal de chaque élément par rapport aux éléments adjacents, - la partie femelle est formée par une patte comportant une 15 encoche en forme de demi-cercle et la partie mâle est formée par une patte munie à son extrémité libre d'un pivot destiné à coopérer avec ladite encoche, - les moyens de positionnement angulaire comprennent, sur un bord transversal de la traverse, deux butées fixes disposées de part et d'autre de l'organe d'accrochage et, sur l'autre bord transversal, deux ensembles d'au moins 20 trois butées de longueurs différentes disposées de part et d'autre de l'organe d'accrochage, chaque ensemble étant déplaçable parallèlement à la traverse par un système à glissière pour amener l'une des butées de chaque ensemble en regard d'une butée fixe de l'élément adjacent, - les butées de plus grande longueur des ensembles sont 25 disposées du côté de l'organe d'accrochage, - chaque sabot est monté, sur le bord latéral correspondant de la traverse, pivotant entre une position rabattue sur cette traverse et une position déployée en appui sur le fond du tunnel par l'intermédiaire d'au moins une semelle par exemple en polyuréthane, - chaque sabot comporte, sur sa face supérieure, deux encoches de positionnement d'une tige portée par un tronçon de rail et, entre lesdites encoches, une butée d'appui dudit tronçon, - les extrémités de chaque tronçon de rail présentent un profil en dents de scie de forme complémentaire au profil de l'extrémité contiguÙ du tronçon de rail adjacent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 5 à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une partie d'une machine de creusement d'un tunnel comportant notamment une remorque déplaçable sur un chemin de roulement conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue schématique en élévation d'un tronçon du chemin de roulement conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique de dessus du tronçon du 15 chemin de roulement, - la Fig. 5 est une vue de côté d'un sabot du chemin de roulement, - la Fig. 6 est une vue de côté d'un tronçon d'un rail du chemin de roulement, - la Fig. 7 est une vue de dessous du tronçon de rail de la Fig. 6, 20 - la Fig. 8 est une vue schématique en coupe transversale des moyens de positionnement angulaire des éléments du chemin de roulement, - la Fig. 9 est une vue schématique de dessus d'une partie du chemin de roulement. Sur la Fig.1, on a représenté schématiquement une machine de 25 creusement désignée par la référence générale 1, appelée tunnelier, et qui se compose, de manière classique, d'une enveloppe généralement cylindrique en deux parties indépendantes, une première partie 2 appelée bouclier avant ou bouclier frontal et une seconde partie 3 appelée bouclier arrière. Le bouclier frontal 2 porte une tête de coupe 4 qui vient en contact 30 avec le front de taille A pour réaliser le découpage de la formation géologique traversée par le tunnel et qui se présente sous la forme générale d'un plateau circulaire de diamètre légèrement supérieur à celui du bouclier frontal 2. La tête de coupe 4 est entraînée en rotation par au moins un moteur, non représenté, à une vitesse déterminée qui est fonction de la nature du terrain à creuser et cette tête de coupe 4 porte, sur sa face avant, des outils de travail constitués par exemple par des molettes, des outils rabot ou autres en fonction de la nature du terrain traversé. De manière classique, la machine de creusement 1 comporte, entre autres, un dispositif non représenté de pose de voussoirs 5 à l'intérieur du tunnel et une remorque 6 qui contient différents locaux techniques, comme par exemple des armoires de commande électrique et par exemple des réservoirs de 10 stockage de différents fluides. Ainsi que représenté sur les Figs. 1 et 2, cette remorque 6 suit le déplacement des boucliers 2 et 3 et se déplace sur un chemin de roulement désigné de manière générale par la référence 10. Le chemin de roulement 10 se compose d'éléments 11 15 indépendants et identiques destinés à être connectés les uns aux autres pour former ledit chemin de roulement 10. A titre d'exemple, le chemin de roulement 10 présente une longueur de vingt-quatre mètres et est constitué de douze éléments 11 qui sont, en fonction de l'avance de la remorque 6 déplacés les uns après les autres par 20 des moyens de transfert 7 portés par la remorque 6 entre une position posée sur les voussoirs 5 derrière cette remorque 6 et une position posée sur les voussoirs devant ladite remorque 6. En se reportant maintenant aux Figs. 3 et 4, on va décrire un élément 11 du chemin de roulement 10, les autres éléments étant identiques. L'élément 11 est formé par une traverse centrale 20 et par deux sabots 40 de support d'un rail 12 et fixés chacun sur un bord latéral de la traverse , comme on le verra ultérieurement. La traverse centrale 20 comprend deux poutres 21 transversales et parallèles s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du chemin de 30 roulement 10 et au moins deux longerons 22 reliant lesdites poutres 21 entre elles et s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de ce chemin de roulement 10. Les poutres 21 et les longerons 22 sont constitués par exemple par un assemblage de profilés métalliques. Ainsi que montré à la Fig. 3, les poutres 21 présentent une forme incurvée et comporte chacune sur sa face inférieure des patins 21a comprenant 5 une semelle en polyuréthane destinée à venir en appui sur le fond du tunnel, c'est à dire sur les voussoirs 5. Par ailleurs, chaque poutre 21 de la traverse 20 est munie d'organes d'accrochage à pivot avec la traverse 20 de l'élément 11 adjacent. Comme montré à la Fig. 4, les organes d'accrochage à pivot 10 comprennent sur le bord transversal de l'une des poutres 21 de la traverse 20, une partie femelle désignée par la référence générale 23 et, sur le bord transversal externe de l'autre poutre 21, une partie mâle 24 de forme complémentaire à ladite partie femelle 23 permettant le pivotement dans un plan horizontal de chaque élément 11 par rapport aux éléments 11 adjacents lorsqu'ils 15 sont assemblés entre eux. La partie femelle 23 est formée par une patte 23a comportant une encoche 23b en forme de demi-cercle et la partie mâle 24 est formée par une patte 24a munie à son extrémité libre d'un pivot 24b destiné à coopérer avec ladite encoche 23b. Chaque élément 11 du chemin de roulement 10 est aussi équipé de moyens de positionnement angulaire des éléments 11 entre eux afin de suivre la courbure du tunnel percé par la machine de creusement. Ces moyens de positionnement angulaire représentés notamment à la Fig. 4 comprennent, sur un bord transversal d'une poutre 21 de la traverse 25 20, deux butées fixes 25 disposées de part et d'autre de l'organe d'accrochage 24 et, sur le bord transversal de l'autre poutre 21, deux ensembles 26 de butées mobiles disposés de part et d'autre de l'organe d'accrochage 23. Ainsi que représenté sur les Figs. 4 et 8, chaque ensemble 26 se compose de trois butées, respectivement 27, 28 et 29, déplaçables parallèlement 30 aux poutres 21 de la traverse 20. Pour cela, les trois butées 27, 28 et 29 sont montées sur une plaque 30 déplaçable transversalement par rapport à l'axe longitudinal du chemin de roulement 10 dans une glissière 31 ménagée dans un support 32 fixé sur la poutre 21 correspondante. La plaque 30 comporte également une poignée 33 permettant de déplacer par coulissement la plaque 30 et de ce fait les butées 27, 28 et 29. 5 Cette plaque 30 comporte aussi des moyens de verrouillage, non représentés, dans la glissière 31 du support 32 de façon à placer l'une des butées 27, 28 ou 29 en vis à vis de la butée fixe 25 de l'élément 11 adjacent. Chaque butée 27, 28 ou 29 correspond à une orientation, une pour un virage à gauche, une pour la ligne droite et la dernière pour un virage à 10 droite. Les butées 29 de plus grande longueur des ensembles 26 sont disposées du côté de l'organe d'accrochage 23. Ainsi que montré sur les Figs. 4 et 5, chaque sabot 40 comporte une structure principale 41 munie sur l'une de ses faces latérales de deux chapes 42 montées chacune articulée par l'intermédiaire d'un axe 43 sur une chape 35 15 disposée sur le bord latéral de chaque poutre 21 de la traverse 20. Ainsi, chaque sabot 40 est pivotant entre une position rabattue sur la traverse 20 et une position déployée en appui sur le fond du tunnel, c'est à dire sur les voussoirs 5. Pour cela, la face inférieure de la structure 41 est pourvue d'au 20 moins une semelle 44 en polyuréthane (Fig. 3). La face supérieure de la structure 41 de chaque sabot 40 est équipée de moyens de support et de positionnement d'un rail désigné dans son ensemble par la référence 50. Ces moyens de positionnement sont formés par deux encoches 45 entre lesquelles est placée une butée 46 du rail 50. Les encoches 45 sont 25 disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal du chemin de roulement 10 de façon à bloquer longitudinalement le rail 50. Ce rail 50 est formé de tronçons 51 (Figs. 6 et 7) comprenant chacun une plaque horizontale 52 dont la face supérieure 52a est plane et constitue une surface de roulement pour des organes de roulage portés par la 30 remorque 6 et la face inférieure 52b des tronçons 51 comporte deux nervures longitudinales 53 déterminant entre elles un espace 54 (Fig. 7) dont la largeur est égale à la longueur d'une encoche 45. Chaque tronçon 51 comporte aussi deux tiges 54 disposées entre les nervures 53 et destinées à être placées chacune dans une encoche 45 d'une structure 41 de chaque sabot 40. Les extrémités de la plaque 52 de chaque tronçon 51 présentent 5 un profil en dents de scie 55 de forme complémentaire au profil de l'extrémité contiguÙ du tronçon de rail 51 adjacent. Une telle configuration permet de s'adapter aux courbes du tunnel en évitant toute discontinuité de roulage de la remorque 6. De préférence, les tronçons de rail 51 sont alvéolés pour minimiser leur masse et pour avoir une 10 bonne résistance mécanique. Ils relient entre eux des sabots 40 consécutifs et chaque extrémité des tronçons de rail 51 repose sur un sabot 40, la reprise d'effort du à la masse de la remorque 6 étant réalisée par la butée d'appui 46 disposée au centre de chaque sabot 40. Ainsi que représenté sur les Figs. 1 et 2, la traverse centrale 20 15 de chaque élément 11 du chemin de roulement 10 est en appui sur un voussoir 5 pour la reprise de l'effort du à sa masse. Les sabots 40 sont également en appui sur les voussoirs 5 et supportent le rail 50 pour le roulage de la remorque 6. Comme montré à la Fig. 9, les éléments 11 du chemin de roulement 10 sont reliés entre eux en plaçant un pivot 24b dans une encoche 23b 20 de l'élément adjacent et le positionnement angulaire de ces éléments 11 les uns par rapport aux autres est réglé par les butées mobiles 27, 28 et 29. Lorsque le tunnel est droit, la butée mobile 28 de longueur moyenne est placée dans l'axe de la butée fixe 25 de l'élément 11 contigu, comme montré dans la position des éléments 11 A et 11 B de la Fig. 9. Lorsque le tunnel présente un virage, chaque ensemble 26 est déplacé en faisant coulisser la plaque 30 par l'intermédiaire de la poignée 33 dans la glissière 31 pour amener soit la butée 29 de plus grande longueur de l'un des ensembles 26 dans l'axe de la butée fixe 25 de l'élément 11 contigu tandis que la butée 27 de plus petite longueur est amenée dans l'axe de l'autre butée 30 fixe 25 dudit élément 11 contigu. Cette disposition est montrée par la position de l'élément 11C par rapport à l'élément 11B, l'angle formé entre ces deux éléments a été volontairement exagéré pour faciliter la compréhension. Dans le cas d'un virage dans l'autre direction, les butées mobiles 27, 28 et 29 des ensembles 25 sont déplacées dans l'autre sens. L'orientation angulaire des éléments 11 par rapport aux autres est possible grâce au pivot 24b qui coopère avec l'encoche 23b de l'élément 11 adjacent. Les sabots 40 positionnés par la traverse 20 sont en appui sur les 10 voussoirs 5 par l'intermédiaire d'une semelle 44 en polyuréthane qui donne une souplesse pour accepter un désalignement entre les voussoirs 5. Le positionnent axial de ces sabots 40 ainsi que la largeur de la traverse 20 de chaque élément 11 permettent d'obtenir le même pas que les voussoirs et donc d'avoir toujours un appui des sabots 40 au centre des voussoirs 5 et de ne pas solliciter les rives 15 desdits voussoirs. La conception des sabots 40 permet une bonne répartition des charges sur les voussoirs 5 et ne nécessite pas de préparation particulière de ces voussoirs pour la fixation des rails de roulement. Le chemin de roulement selon l'invention permet l'avance de la 20 remorque avec une longueur limitée de rails de roulement et une autonomie complète. De plus, il ne nécessite aucune infrastructure spécifique en tunnel pour le roulage de cette remorque. REVENDICATIONS 1. Chemin de roulement pour une remorque d'une machine de creusement d'un tunnel, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments (11) indépendants formés chacun par une traverse centrale (20) munie de patins 5 (21a) d'appui sur le fond du tunnel et comportant, d'une part, au milieu de ses bords transversaux, des organes (23,24) d'accrochage à pivot avec l'élément (11) adjacent et des moyens (25, 27, 28, 29) de positionnement angulaire des éléments (11) entre eux et, d'autre part, sur chacun de ses bords latéraux un sabot (40) de support d'un rail (50). 2. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément (11) est déplaçable par des moyens de transfert portés par la remorque (6) entre une position posée sur le fond du tunnel derrière cette remorque (6) et une position posée sur le fond devant ladite remorque (6). 3. Chemin de roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 15 en ce que les organes d'accrochage à pivot comprennent, sur un bord transversal de la traverse (20), une partie femelle (23) et, sur l'autre bord transversal, une partie mâle (24) de forme complémentaire à ladite partie femelle (23) permettant le pivotement dans un plan horizontal de chaque élément (11) par rapport aux éléments (11) adjacents. 4. Chemin de roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie femelle (23) est formée par une patte (23a) comportant une encoche (23b) en forme de demi-cercle et la partie mâle (24) est formée par une patte (24a) munie à son extrémité libre d'un pivot (24b) destiné à coopérer à ladite encoche (23b) de l'élément (11) continu. 5. Chemin de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de positionnement angulaire comprennent, sur un bord transversal de la traverse (20), deux butées fixes (25) disposées de part et d'autre de l'organe d'accrochage (24) et, sur l'autre bord transversal deux ensembles (26) d'au moins trois butées (27, 28, 29) 30 de longueur différente disposées de part et d'autre de l'organe d'accrochage (23), chaque ensemble (26) étant déplaçable parallèlement à la traverse (20) par un système à glissière (30, 31, 32) pour amener l'une des butées (27, 28, 29) de chaque ensemble (26) en regard d'une butée fixe (25) de l'élément (11) adjacent. 6. Chemin de roulement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les butées (29) de plus grande longueur des ensembles (26) sont disposées du côté de l'organe d'accrochage (23). 7. Chemin de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque sabot (40) est monté, sur le bord latéral correspondant de la traverse (20), pivotant entre une position rabattue sur cette traverse (20) et une position déployée en appui sur le fond du 10 tunnel par l'intermédiaire d'au moins une semelle (44) par exemple en polyuréthane. 8. Chemin de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque sabot (40) comporte, sur sa face supérieure, deux encoches (45) de positionnement d'une tige (54) 15 portée par un tronçon de rails (51) et, entre lesdites encoches (45), une butée (46) d'appui dudit tronçon. 9. Chemin de roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les extrémités de chaque tronçon de rail (51) présentent un profil (55) en dents de scie de forme complémentaire au profil de l'extrémité contiguÙ du 20 tronçon de rail (51) adjacent.