Brevet FR2892434A1 — publié le 20070427

L'invention porte sur un ouvrage d'art dédié à l'ouverture d'une voie de circulation transversale sous une voie existante ou la suppression de passages transversaux sur un seul niveau. Lorsque deux voies de circulation doivent se couper, il est sécurisant de construire un ouvrage d'art puisque les seuls passages rail route à un seul niveau dits PN sont responsables de plus de 40 décès annuels, en moyenne depuis dix ans. La suppression du plus grand nombre de ces passages est la seule solution de sécurité puisqu'en cas de défaillance du conducteur routier, le conducteur d'un train roulant à vitesse normale ne peut arrêter ce dernier en quelques dizaines de mètres et qu'une défaillance mécanique ou humaine du conducteur routier croisé, pourra toujours amener la présence d'un équipement routier sur la voie au moment de son passage au PN et ce, quelques que soient les aménagements de sécurité envisagée, tels que double barrière, double signalisation lumineuse, avertissements sonores, séparateur central des circulations opposées,. L'invention se limite aux ouvrages d'art ménageant un passage inférieur à celui du sol naturel ou d'une voie existante surélevée ou non par rapport à ce dernier. L'ouvrage d'art pour création d'un passage inférieur proposé présente de nombreux avantages : sous une voie ferrée il est le seul (avec les autres modèles de pont rail) à pouvoir garantir statistiquement le plus économiquement tout accident résiduel entre les deux circulations transverses par chutes de véhicules de la circulation du niveau supérieur puisque accidentellement le train quitte moins souvent les rails, qu'un véhicule routier sa trajectoire normale et que l'on propose d'intercepter dans cette dernière hypothèse tous véhicules routiers par un simple talutage des déblais d'excavation de la trémie du passage inférieur, de part et d'autre de celle-ci et de chaque côté de la voie de circulation ferroviaire supérieure. - L'usage préventif d'accidents obtenu par usage sur place des déblais constitue en outre une économie de transport, de stockage, de mise en forme, à distance, des dits déblais. - L'usage préventif d'accident donné à ce remblai, de hauteur volontairement réduite, imposé chaque fois que possible, contribuera également dans ces cas d'usage, à une diminution de transmission aérienne des bruits aérodynamique, de roulement, d'infra-structure ; et de durée de travaux.. La solution proposée est souvent meilleure que celle des ouvrages d'arts construits pour passage aériens c'est à dire à un niveau supérieur à celui du sol ou de la voie existante, car ces derniers présentent toujours des inconvénients esthétiques, des études vis à vis du respect de la loi sur l'eau par l'apport de volumes importants de remblais pour les rampes d'accès et une insécurité résiduelle non nulle. Les ouvrages d'arts construits pour suppression de croisements obliques rail route, le sont le plus souvent dans des conditions difficiles d'encombrement important de l'espace de travail, par déplacement, neutralisation importante d'une circulation existante et /ou délai de réalisation notable de l'ouvrage. Ils n'ont pas de solution concurrente L'invention proposée précise et complète notre demande FR 0404046 et vise à réduire les trois types d'inconvénients à l'origine de surcoûts pour la collectivité d'usagers ou les institutions finançant l'ouvrage. L'ouvrage d'art et le procédé selon l'invention consiste à réaliser et lier sur place, selon un procédé spécifique trois séries d' éléments : La (ou les éléments de) dalle de roulement supérieure, ses deux rangées de pieux d'appui, un radier réunissant ses appuis et supportant la circulation du niveau inférieur. Nous y rajoutons chaque fois un remblai issus de déblais pris sur place. La dalle de roulement supérieure est réalisée en premier sur place après excavation et nivellement qui peut être effectué à l'aide d'un équipement spécifique pour conserver une voie ferrée existante en place durant les travaux comme indiqué BF04 04046 et ou à l'aide de moyens classiques tels que pelles mécaniques et bulldozer. Ce mode de réalisation décrit partiellement depuis 1905nécessite des améliorations substantielles puisqu'il semble inutilisé à l'heure actuelle sur les sites favorables d'emploi A l'issue d'un dressage et compactage aussi soigneux que possible du fond d'excavation si nécessaire avec apport de sable, l'on revêt ce fond, d'un film d'étanchéité ou de tout autre coffrage perdu étanche et esthétique, l'on pose sur ce fond de forme une armature spécifique caractérisée par des réserves en volume, légèrement coniques, ( ) pour recevoir après bétonnage de la dalle, les têtes de pieux d'appui de cette dernière. L'armature de la dalle, comme la dalle elle même sera si nécessaire renforcée en épaisseur au niveau des appuis pour économiser les pièces d'appuis transversales en tête des futurs pieux. L'armature est renforcée, au niveau des réservations conique d'appui, de cerclages horizontaux superposés, de même axe que les futurs pieux, prolongés horizontalement d'une partie droite décalée d'un angle de fun si n est le nombre choisi de ces renforts. Chacune de ces parties droites sera raccordée après toute torsion nécessaire par soudure aux aciers ton de reprises des efforts de tension de l'armature classique Après calage, réglage de l'armature, l'on effectue le coffrage latéral du volume de la dalle, celui d'accueil, conique des têtes de pieux et de toute réservation VRD utile. Tous les coffrage perdus en tôle inoxydable ou réutilisable des réservations coniques dédiées aux têtes des futurs pieux d'appuis sont solidement ancrés et centrés sur l'armature. Le bétonnage du volume de la dalle de roulement dans son armature à l'aide d'un béton à durcissement accéléré est effectué à l'aide d'un train de fabrication distribution du béton si la voie de roulement supérieure est une voie ferrée préexistante. L'on économise ainsi lia mobilisation de deux centrales à béton distinctes ainsi que de nombreux camions et conducteurs . En cas de risque de soulèvement hydraulique de l'ouvrage, l'on pourra utiliser un béton de masse volumique élevée telle que 3,5 kg/1 L'on procède ensuite à la protection de la dalle obtenue par un revêtement tel que ballast ou grave béton. L'on décoffre les moyens réutilisables employés. L'on terrasse, armature, bétonne des pieux d'appui à travers les réservations conique du béton de la dalle de roulement. L'équipement de terrassement choisi parmi les moyens homologués pour génie civil, sera idéalement, dans le cas d'un ouvrage pour voie ferrée existante, porté par un véhicule sur rail, complété d'un tapis de transport des déblais vers l'arrière du train de bétonnage , à l'opposé des réserves de granulat de celui-ci de manière à pouvoir effectuer les travaux sans espace périphérique de dégagement. Le cône réservé clans la salle de roulement pour faciliter le positionnement de la tarière et /ou tout outil de terrassement du volume du pieux, sera rehaussée d'une pièce de bétonnage permettant de rehausser le fût du pieux de béton au-dessus du niveau de la dalle de manière à y concentrer, les laitances, déchets du béton et les éliminer ultérieurement par recépage de cette partie, inadéquate, au niveau utile, à la surface de la dalle. Suit un terrassement protégé et progressif sous la dalle , entre les deux rangées de pieux d'appuis suivi d'un bétonnage de sécurité contre les éboulement, de l'espace des pieux d'une même rangée d'appui, par projection du béton sur treillis soudé glissés derrière ces derniers, jusqu'à un niveau inférieur suffisant pour la réalisation du radier de roulement inférieur de manière à obtenir une structure finale d'ouvrage en forme de cadre grossièrement rectangulaire. Cette structure en forme de cadre rectangulaire, prolongée en dessous par les pieux jusqu'au niveau jugé nécessaire ainsi obtenue, peut être doublée, multipliée de manière à réaliser un passage inférieur de largeur non limitée. La structure conique des réservations dans la dalle de roulement supérieur, permet de limiter les efforts de cisaillement au niveau de la surface de jonction entre le pieux et la dalle le roulement supérieur. Un coffrage et armaturage de finition consolidation permet de remplir de béton tout l'espace résiduel entre les pieux d'une même rangée, simplement protégés, jusqu' à cet instant des éboulements par une légère paroi de béton constituée comme indiqué précédemment par tranche de petite hauteur après terrassement correspondant. Selon l'invention : 1-Ouvrage d'art non préfabriqué pour obtenir un passage transversal sous une voie de circulation, ferroviaire ou autre, dont la dalle de roulement supérieure créée en premier, est caractérisée par des réservation de volume conique ouverte aux deux extrémités, d'axe vertical en coincidence avec celui des pieux nécessaires au soutien de celle-ci et dont le petit diamètre est à la surface de la dalle. 2 û Ouvrage d'art dont l'armature de dalle est renforcée au niveau des surfaces d'appui coniques sur des pieux par des cerclages horizontaux concentriques, en nombre et diamètre d'acier suffisant, ces cerclages sont d'une seule pièce, prolongés par une partie droite, le tout en forme de goupille fendue telle que cette partie droite pourra être courbée autant que nécessaire pour être soudée aux aciers horizontaux de reprise des efforts de tension sur toute la longueur de la dalle . 3- Ouvrage d'art dont les n renforts d'armature au niveau des appuis ont une partie droite horizontale décalée de 2H / n par rapport à chacun de ses plus proches voisins. 4 û Ouvrage d'art dont les déblais d'excavation du passage inférieur sont utilisés pour effectuer sur place un remblai de hauteur modérée, limiteur de bruit, et anti-collision entre les circulations transverses. 5- Procédé de réalisation d'un ouvrage d'art tel que la création de réserves coniques dans le volume de la dalle de roulement est utilisée pour donner le guidage, des outils de forage, de pose d'armature et de bétonnage des pieux d'appui. 6-Procédé de réalisation d'un ouvrage d'art dans lequel la mise en place du béton nécessaire à l'édification de l'ouvrage pour voie ferrée existante fera systématiquement appel ou utilisera un train de fabrication de béton 45 7-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art dans lequel pour diminuer les effets de poussée d'Archimède, l'on utilisera un béton de masse volumique élevée 8-Procédé de fabrication d'ouvrage d'art sur voie ferrée existante, dans lequel, les travaux de terrassement et bétonnage, de la dalle de roulement puis des pieux d'appui 50 sont préprogrammés et effectués pendant les périodes d'arrêt de circulation et40 d'équipement de trains de travaux nécessaires au matage des poteaux pour l'électrification d'une voie de manière à éviter des surcôuts ultérieurs. 9-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art sur voie ferrée existante, dans lequel, les pieux d'appui de l'ouvrage sont mis en oeuvre à travers une réservation d'excavation dans la dalle de l'ouvrage, dans l'axe de la voie ou entre deux voies au moyen d'un équipement mobile sur rail solidaire du train de bétonnage si ce dernier est utilisé et équipé d'un tapis d'évacuation à distance des déblais également solidaire de ce même équipement. 10-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art sur voie ferrée existante, dans lequel l'excavation de la dalle de roulement, de ses appuis, est effectuée en instants décalés, autant de parties que de voies successivement immobilisables à cet effet et correspondants au phasage de travaux d'électrification ou d `arrêt spécifiquement prévu ou existants de la circulation ferroviaire sur une voie puis sur l'autre voie avec une première demi dalle de moindre largeur de manière à ne pas entrainer de ralentissement ou de risques inadmissibles pour la circulation nécessairement maintenue sur la seconde voie. L'invention porte sur un ouvrage d'art non préfabriqué. Celui-ci est dédié en premier à une construction et une suppression très rapides, avec un minimum de nuisances des passages à niveaux rail route existant, par aménagement d'un passage inférieur transverse à la voie conservée. Il est constitué d'un ou plusieurs quasi cadre en fonction de la largeur nécessaire du passage à créer. Le cadre de base comporte une dalle supérieure coulée sur place en premier à l'aide de béton à durcissement accéléré. La géométrie de cette dalle qui comporte des réservations volumiques adéquate attachées ou soudées aux armatures favorisent et accélèrent la mise en place des pieux de soutènement , de VRD. et garde-corps. Le guidage du forage, l'armaturage et le bétonnage des pieux s'y effectue à travers des réservations coniques de la dalle de roulement supérieur préalablement prévues, renforcée par cerclage concentrique soudés aux aciers de résistance aux efforts de tension. Le cadre de l'ouvrage dont la dalle est coulée en premier, est définitivement formé par bétonnage de l'espace entre les pieux puis réalisation du radier de roulement inférieur.35 REVENDICATIONS 1 û Ouvrage d'art non préfabriqué pour obtenir un passage transversal sous une voie de circulation, ferroviaire ou autre, caractérisé en ce qu'il comprend une dalle de roulement supérieure créée en premier , qui comporte des réservations de volume conique ouverte aux deux extrémités, d'axe vertical en coincidence avec celui des pieux nécessaires au soutien de celle-ci et dont le petit diamètre est à la surface de la dalle. 2 û Ouvrage d'art selon la revendication 1, dont l'armature de dalle est renforcée au niveau des surfaces d'appui coniques sur des pieux par des cerclages horizontaux concentriques, en nombre et diamètre d'acier suffisant, ces cerclages sont d'une seule pièce, prolongés par une partie droite, le tout en forme de goupille fendue telle que cette partie droite pourra être courbée autant que nécessaire pour être soudée aux aciers horizontaux de reprise des efforts de tension sur toute la longueur de la dalle . 3- Ouvrage d'art selon les revendications 1 et 2 dont les n renforts d'armature au niveau des appuis ont une partie droite horizontale décalée de 2II / n par rapport à chacun de ses plus proches voisins. 4 û Ouvrage d'art selon la revendication 1 dont les déblais d'excavation du passage inférieur sont utilisés pour effectuer sur place un remblai de hauteur modérée, limiteur de bruit, et anti-collision entre les circulations transverses. 5- Procédé de réalisation d'un ouvrage d'art selon les revendications 1 et 2 tel que la création de réserves conique dans le volume de la dalle de roulement est utilisée pour donner le guidage, des outils de forage, de pose d'armature et de bétonnage des pieux d'appui. 6-Procédé de réalisation d'un ouvrage d'art selon la revendication 5 dans lequel la mise en place du béton nécessaire à l'édification de l'ouvrage pour voie ferrée existante fera systématiquement appel ou utilisera un train de fabrication de béton. 35 7-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art selon l'une des revendications 5 à 6 dans lequel pour diminuer les effets de poussée d'Archimède, l'on utilisera un béton de masse volumique élevée 8-Procédé de fabrication d'ouvrage d'art selon l'une des revendications 5 à 7, sur voie 40 ferrée existante, dans lequel, les travaux de terrassement et bétonnage, de la dalle de roulement puis des pieux d'appui sont préprogrammés et effectués pendant les périodes d'arrêt de circulation et d'équipement de trains de travaux nécessaires au matage des poteaux pour l'électrification d'une voie de manière à éviter des surcôuts ultérieurs. 45 9-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art selon l'une des revendications 5 à 8, sur voie ferrée existante, dans lequel, les pieux d'appui de l'ouvrage sont mis en oeuvre à travers une réservation d'excavation dans la dalle de l'ouvrage, dans l'axe de la voie ou entre deux voies au moyen d'un équipement mobile sur rail solidaire du train de 30bétonnage si ce dernier est utilisé et équipé d'un tapis d'évacuation à distance des déblais également solidaire de ce même équipement. 10-Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art selon l'une des revendications 5 à 9, sur voie ferrée existante, dans lequel l'excavation de la dalle de roulement, de ses appuis, est effectuée en instants décalés, autant de parties que de voies successivement immobilisables à cet effet et correspondants au phasage de travaux d'électrification ou d `arrêt spécifiquement prévu ou existants de la circulation ferroviaire sur une voie puis sur l'autre voie avec une première demi dalle de moindre largeur de manière à ne pas entrainer de ralentissement ou de risques inadmissibles pour la circulation nécessairement maintenue sur la seconde voie.