Brevet FR3032728A1 — publié le 20160819

Procédé de déploiement modulaire de quais La présente invention concerne un procédé d'assemblage d'un quai, comprenant une plateforme reposant sur des fondations, comprenant les étapes suivantes de : - création des fondations du quai ; - acheminent, sur un véhicule, d'un caisson formant une partie de la plateforme ; et - pose du caisson sur les fondations. Des procédés d'assemblage de quais connus permettent de déployer rapidement des quais sous forme de caissons préfabriqués de manière facilement démontable. Le document EP 0 865 540 décrit par exemple un tel procédé. Cependant, les caissons sont généralement posés sur des fondations à l'aide de grues ou d'excavatrices, devant être capables de soulever un caisson. Ces engins sont donc trop grands pour être utilisés dans l'enceinte d'une station de métro souterraine. Ce procédé d'assemblage de quais est donc pour le moment limité aux stations en surface ou souterraines si, pendant les travaux, la station est excavée à l'air libre. L'excavation à l'air libre de la station n'est pas toujours possible, complique le procédé et augmente la durée et le coût des travaux, ce qui limite l'intérêt d'utiliser un tel procédé. Un objectif de l'invention est de fournir un procédé d'assemblage de quais rapide, qui peut être utilisé dans des espaces restreints, tels que des stations de métro souterraines non excavées à l'air libre. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'assemblage d'un quai, comprenant une plateforme reposant sur des fondations caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes de : - installation d'au moins un portique de mise en place à l'emplacement futur du caisson ; - ripage du caisson du véhicule jusqu'au portique, en appui sur celui-ci ; et - abaissement du portique de sorte que le caisson entre en contact avec les fondations. Cette invention permet de fournir un procédé d'assemblage de quai rapide et utilisable notamment pour des stations souterraines, puisque l'étape de ripage et l'utilisation de portiques de mise en place permettent de mettre en oeuvre ce procédé dans des espaces restreints. Selon des particularités de mise en oeuvre, le procédé d'assemblage de quais selon l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : 3032728 2 - le procédé comprend une étape de câblage électrique du caisson réalisée avant l'étape d'acheminement ; - le procédé comporte une étape de mise en place d'un dispositif d'amortissement entre le caisson et les fondations avant abaissement du portique ; 5 - lors de l'étape de ripage, le caisson est guidé par des rails montés sur le véhicule et/ou portique ; - les rails sont montés sur le véhicule et sur le portique et sont alignés lors de l'étape de ripage du caisson ; - l'étape d'abaissement du portique est assurée par actionnement de vérins 10 supportant le portique ; - le procédé comporte, après l'abaissement du portique, une étape de retrait du portique de mise en place ; - le véhicule d'acheminement du caisson est un train de travaux se déplaçant par une voie bordant le quai à assembler ; et 15 - l'étape de déplacement en translation du caisson en appui sur le portique comprend l'utilisation de tire-forts agissant sur le caisson. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en perspective d'un quai mis en place par le procédé de l'invention selon un mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue en perspective de la structure inférieure d'un module de quai ; - la figure 3 est une vue en coupe, perpendiculairement à l'axe de la voie, de 25 l'acheminement d'un caisson par train de travaux formant une étape du procédé de l'invention selon un mode de réalisation ; - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe respectivement, perpendiculairement à l'axe de la voie et selon l'axe de la voie, de l'étape de ripage d'un caisson du procédé de l'invention selon un mode de réalisation ; 30 - la figure 6 est une vue identique à celle de la figure 4, de l'étape d'abaissement du portique du procédé de l'invention selon un mode de réalisation ; - la figure 7 est une vue en perspective d'une décomposition d'un module de quai de station aérienne à quai central avec des éléments additionnels. Sur la figure 1 est représenté un quai latéral 10 mis en place par le procédé de 35 l'invention. Le quai 10 latéral dessert une voie 11 de train ou de métro d'un seul de ses côtés. Il s'étend le long d'un mur de l'autre côté. 3032728 3 Le quai 10 de la figure 1 comprend une plateforme 12 et des fondations 13, sur lesquelles la plateforme 12 repose. La plateforme 12 est divisée, suivant la longueur de la voie, en tronçons adjacents 14, appelés modules, qui ont pour largeur, mesurée transversalement à l'axe de la voie, la 5 largeur du quai. Tous les modules 14 ont une même longueur, mesurée parallèlement à la voie. La longueur des modules 14 est nécessairement inférieure à la longueur des wagons du train de travaux envisagés pour l'acheminement des modules. Chaque module 14 de la plateforme 12 est divisé, selon sa largeur, en plusieurs caissons 16-F, 16-R, 16-1. La largeur d'un caisson est nécessairement inférieure à la 10 largeur des wagons du train de travaux envisagés pour l'acheminement des modules. Chaque module 14 comporte ainsi un certain nombre de caissons 16-R, 16-F, 16-1 en fonction de la largeur souhaitée pour le quai. On distingue un caisson 16-F côté voie, un caisson 16-R à l'arrière du quai (pour un quai latéral), et un ou plusieurs éventuels caissons intermédiaires 16-1 disposés entre 15 un caisson 16-F et un caisson 16-F, pour un quai central tel que représenté sur la figure 7, ou 16-R, pour un quai latéral, si la largeur du quai l'impose. Tout caisson 16-R, 16-F, 16-1 comprend un plateau 17A définissant une surface plane formant la surface supérieure du quai et un châssis 17B formé de poutres et poutrelles métalliques. 20 Aux endroits où la pose de caisson s'avère techniquement impossible, comme au niveau d'une trémie d'escalier, ou peu pertinente, des dalles en béton coffrées et coulées sur place sont prévues à la place des caissons. Le quai 10 comprend des façades verticales 18-F, 18-R intégrées respectivement aux caissons 16-F, 16-R. La façade 18-F d'un caisson côté voie 16-F se situe du côté de 25 la voie 11 et intègre des portes palières 20. Les portes palières 20 sont placées de manière à être en vis-à-vis des portes du matériel roulant prévu pour desservir le quai 10 après mise en service et avantageusement à intervalle régulier les unes des autres. Le découpage des quais en modules s'opère de façon à obtenir des caissons côté voie 16-F possédant chacun le même nombre de porte(s) palière(s), afin de standardiser 30 la typologie des caissons. Les principes de symétrie amènent à répartir la(es) porte(s) symétriquement par rapport au centre du caisson 16-F. Un exemple est de mettre une porte palière 20 centrée sur chaque caisson côté voie 16-F. Pour les stations à quai latéral, une façade continue 18-R solidarisée aux caissons à l'arrière du quai 16-R s'étend en regard du mur délimitant la station à l'opposé de la voie 35 11. Elle est destinée et conçue pour recevoir les habillages à vocation esthétique et d'éventuels équipements ou mobiliers utilitaires. 3032728 4 Les fondations 13 sont formées d'un ensemble de poteaux de soutènement, par exemple en béton armé, tel que chaque caisson 16-R, 16-F, 16-1 est porté par ses quatre coins et chaque poteau soutient les coins des caissons adjacents. Pour l'installation d'un tel quai, les fondations 13 sont d'abord installées sur le sol, 5 soit en étant acheminées préfabriquées puis installées, soit en étant coulées sur place. La plateforme 12 est mise en place caisson par caisson, et module par module, après installation préalable de la voie ferrée permettant la circulation d'un train et après mise en place des fondations. Avantageusement, un patin d'amortissement 21 est inséré entre chaque coin de 10 caisson 16-R, 16-F, 16-1 et la face supérieure des poteaux de soutènement 13, avant l'installation du caisson 16-R, 16-F, 16-1. Ce patin 21 est, par exemple, en élastomère fretté ou non. La face supérieure des poteaux de soutènement 13 possède une échancrure destinée à recevoir un outillage, tel qu'un vérin permettant de soulever légèrement les caissons 16-R, 16-F, 16-1 en vue du remplacement des patins 21. 15 Sur la figure 2, est représentée une vue de dessous d'un module 14 de quai composé de deux caissons 16-R et 16-F mis en place d'après le procédé de l'invention. Le châssis 17B de chaque caisson 16-R, 16-F, 16-1 est constitué de poutres et poutrelles métalliques. Dans le sens de la longueur, une poutre 22, 23 est située à chaque extrémité de 20 chaque caisson 16-R, 16-F, 16-1 ; pour les caissons 16-F et 16-R, ces poutres peuvent différer selon qu'elles sont situées sous une façade 18-F, 18-R ou non, et des poutrelles intermédiaires 24 sont placées entre les deux poutres aux extrémités 22, 23. Dans le sens de la largeur, des poutres de rives 28, 29 sont placées aux extrémités de chaque caisson 16-R, 16-F, 16-1, et d'éventuelles poutrelles intermédiaires 25 (non représentées) sont placées entre les deux poutres 28, 29. Les poutres et poutrelles métalliques 22 à 29 sont ici pourvues de trous circulaires 30 pour permettre le passage de câbles, conduites et gaines des lots techniques 32. Une étape de câblage électrique des caissons 16-R, 16-F, 16-1 est éventuellement réalisée avant l'étape d'acheminement du caisson 16-R, 16-F, 16-1. 30 Un mode de réalisation inclut l'utilisation d'une peinture intumescente, une couche anticorrosion, une couche de produit chimique intumescent et une couche de protection externe de finition sur les poutres et poutrelles métalliques 22 à 29. Au moins deux profilés 33 de guidage, de section en U s'ouvrant vers le bas, sont fixés en dessous de chaque caisson 16-R, 16-F, 16-1, sur sa largeur. Ces profilés 33 sont 35 présents aux extrémités du caisson 16-R, 16-F, 16-1 et s'étendent parallèlement l'un à 3032728 5 l'autre sur toute la largeur du caisson 16-R, 16-F, 16-1. Les profilés 33 sont par exemple des UPN 160. Le plateau 17A du caisson 16-R, 16-F, 16-1 est constitué d'une dalle en béton coulée sur un bac acier 35 connecté aux poutres et aux poutrelles 22 à 29, sur laquelle 5 est étendu un revêtement de finition, par exemple de l'asphalte. Les façades 18-F, 18-R comprennent des profilés métalliques verticaux encastrés dans le plateau 17A. La figure 3 représente l'étape d'acheminement d'un caisson 16-F par un train de travaux 36. 10 Sur la figure 3, le module 14 d'un quai latéral 10 est fait de deux caissons 16-R, 16-F. Le caisson à l'arrière du quai 16-R, contre le mur, a déjà été mis en place par le procédé de l'invention. Le caisson côté voie 16-F doit être mis en place contre le caisson 16-R de telle manière que les deux caissons 16-F,16-R soient alignés suivant l'axe perpendiculaire à la voie 11. Alternativement, au moins un caisson intermédiaire 16-1 est 15 placé entre les deux caissons 16-R, 16-F. Le train de travaux 36 comporte un plateau sur lequel sont fixés des rails transversaux 38, avec le même écartement que les profilés 33 sous le caisson 16-F. Les rails 38 sont choisis tels que le champignon du rail 38 soit reçu dans le profilé 33 correspondant sous le caisson 16-F pour former une coulisse. Par exemple, les rails 38 20 sont de type U33. Le caisson 16-F est posé sur le train de travaux 36, par exemple à l'aide d'une grue mobile, de telle manière que les profilés 33 du caisson soient en appui sur les rails 38. Le caisson 16-F, déjà pourvu de la façade 18-F, est amené par la voie 11 par le 25 train de travaux 36 à un emplacement tel que le caisson 16-F soit exactement en regard, selon l'axe perpendiculaire à la voie, de son emplacement prévu au sein de la plateforme 12. Comme illustré sur les figures 3 à 6, au moins un portique 42 de mise en place est installé sous l'emplacement futur du caisson 16-F. D'après un mode de réalisation, deux 30 portiques de mise en place identiques sont installés pour un même caisson. Sur la figure 5, deux portiques 42 sont utilisés pour le caisson 16-F, chacun prenant appui latéralement sur les flancs intérieurs 44 des poteaux de soutènement 13 destinés à soutenir le caisson. La longueur de chaque portique 42 est légèrement inférieure ou égale à la largeur du caisson 16-F. 3032728 6 Chaque portique 42 comporte deux jambes 42A, 42B supportant un rail horizontal 46. Les rails 46 sont identiques aux rails 38 du train de travaux 36 et sont installés transversalement à la voie. Chaque portique de mise en place 42 possède un moyen pour s'abaisser 5 verticalement. Par exemple, sur les figures 3, 4 et 6, le portique 42 possède deux pieds pourvus de vérins 48, qui peuvent s'actionner simultanément et à une même vitesse. Les portiques 42 sont placés selon l'emplacement des fondations 13 préalablement installées. Les rails 38 sont fixés sur le train de travaux 36 avec le même écartement que les portiques 42, et les profilés 33 sous les caissons sont installés avec 10 ce même écartement. Quand le train de travaux 36 est arrêté pour décharger le caisson 16-F, les rails 46 sur le portique 42 et ceux 38 sur le train de travaux 36 sont alignés. Sur la figure 4, le portique 42 est en position haute telle que la hauteur du portique 42 est sensiblement égale à la hauteur des rails 38 du wagon du train de travaux 36 sur lequel est placé le caisson 16-F. 15 Deux tire-forts (non représentés) sont fixés au caisson 16-F et prennent ancrage sur le génie civil de la station. Les tires-forts exercent sur le caisson une force perpendiculaire à l'axe de la voie 11 et dans le plan horizontal du caisson 16-F. Le caisson 16-F coulisse sur les rails 38, puis 46 en allant du train de travaux 36 aux portiques 42 jusqu'à être au-dessus de son emplacement définitif. 20 Lorsque le caisson 16-F est positionné à l'aplomb de sa position définitive, on abaisse les portiques 42 jusqu'à ce que le caisson 16-F prenne appui sur les fondations 13, ou sur le dispositif d'amortissement 21 s'il existe, comme représenté sur la figure 6. Les portiques 42 sont descendus simultanément, tel que le caisson 16-F reste horizontal. Une fois le caisson 16-F mis en place, le ou les portiques 42 sont retirés et 25 réutilisés pour la mise en place d'autres caissons. Lorsque le caisson à mettre en place n'est pas un caisson côté 16-F voie, par exemple sur la figure 4 le caisson 16-R, on installe plusieurs portiques 42 les uns à la suite des autres transversalement à la voie, avec les mêmes rails que précédemment de même écartement et au même niveau. Ainsi, pour mettre en place le caisson 16-R de la 30 figure 4 en utilisant deux portiques par caisson, on utilise quatre portiques : deux sous l'emplacement futur du caisson 16-R et deux autres, entre les précédents et la voie, au niveau de l'emplacement futur du caisson 16-F. Le procédé de mise en place d'un caisson 16-R, 16-F, 16-1 est répété pour l'ensemble des caissons 16-R, 16-F, 16-1 formant la plateforme 12. La mise en place de la 35 plateforme 12 se fait module par module 14, de façon symétrique par rapport au milieu de la longueur de la plateforme 12, de la zone centrale à ses extrémités. Pour chaque 3032728 7 module 14, on installe en premier le caisson 16-R le plus loin de la voie 11 puis on progresse vers la voie 11. Une fois les caissons 16-R, 16-F, 16-1 mis en place, les caissons 16-R, 16-F, 16-1 sont reliés entre eux de manière réversible, par boulonnage et en plaçant, 5 éventuellement, des rondelles de type Grower entre les caissons. Le procédé s'applique également à un quai central desservant une voie de chaque côté du quai, c'est-à-dire deux voies en tout. Dans ce cas, chaque module 14 comporte un caisson 16-F à côté de chacune des deux voies et éventuellement des caissons intermédiaires 16-1 entre les deux précédents caissons 16-F. 10 Dans le cas d'un quai central, des caissons sont amenés par les deux voies. Pour chaque module, on installe en premier le caisson au centre du module, puis on progresse vers les voies. Un autre mode de réalisation prévoit, une fois le caisson 16-F mis en place, l'ajout d'éléments verticaux additionnels aux façades 18-F, acheminés séparément. C'est 15 notamment le cas pour une façade intégrale allant de la plateforme 12 à la toiture et dont la hauteur est supérieure à celle acceptable dans les tunnels utilisés par le train de travaux. Pour les stations en surface, et comme illustré sur la figure 7 pour un quai central, une fois l'ensemble des caissons posés 16-F, 16-1, l'installation d'une toiture 50 est 20 possible sur les façades 18-F, par exemple à l'aide d'une grue. La toiture 50 est décomposée en caissons élémentaires latéraux 52 et central 53. Le procédé prévoit la possibilité d'installer des modules de quai spéciaux dédiés aux espaces techniques et placés en bout de quai. Ces modules sont séparés des autres modules par des cloisons perpendiculaires aux façades 18-F, 18-R. Ils contiennent du 25 matériel technique et sont adaptés pour supporter sa charge spécifique. La surveillance de la structure du quai se fait en passant par le dessous du quai entre les fondations 13. REVENDICATIONS1.- Procédé d'assemblage d'un quai (10), comprenant une plateforme (12) reposant sur des fondations (13), comprenant les étapes suivantes de : - création des fondations (13) du quai (10) ; - acheminent, sur un véhicule (36), d'un caisson (16-F, 16-R, 16-1) formant une partie de la plateforme (12) ; et - pose du caisson (16-F, 16-R, 16-1) sur les fondations (13) ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes de : - installation d'au moins un portique de mise en place (42) à l'emplacement futur du caisson (16-F, 16-R, 16-1) ; - ripage du caisson (16-F, 16-R, 16-1) du véhicule (36) jusqu'au portique (42), en appui sur celui-ci ; - abaissement du portique (42) de sorte que le caisson (16-F, 16-R, 16-1) entre en contact avec les fondations (13). 2.- Procédé d'assemblage d'un quai selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de câblage électrique du caisson (16-F, 16-R, 16-1) réalisée avant l'étape d'acheminement. 3.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en place d'un dispositif d'amortissement (21) entre le caisson (16-F, 16-R, 16-1) et les fondations (13) avant abaissement du portique (42). 4.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape de ripage, le caisson (16-F, 16-R, 16-1) est guidé par des rails (38, 46) montés sur le véhicule (36) et/ou le portique (42). 30 5. Procédé d'assemblage d'un quai selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rails (38, 46) sont montés sur le véhicule (36) et sur le portique (42) et sont alignés lors de l'étape de ripage du caisson (16-F, 16-R, 16-1). 6.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'abaissement du portique (42) est assurée par actionnement de vérins (48) supportant le portique (42). 25 3032728 9 7.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, après l'abaissement du portique (42), une étape de retrait du portique de mise en place (42). 8.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le véhicule d'acheminement (36) du caisson (16-F, 16-R, 16-1) est un train de travaux se déplaçant par une voie (11) bordant le quai (10) à assembler. 9.- Procédé d'assemblage d'un quai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de déplacement en translation du caisson (16F, 16-R, 16-1) en appui sur le portique (42) comprend l'utilisation de tire-forts agissant sur le caisson (16-F, 16-R, 16-1). 5 10 15