Brevet FR3026115A1 — publié le 20160325

TRAVÉE DE VOIE AÉRIENNE DE TRANSPORT GUIDÉ ET VIADUC FORMÉ PAR DE TELLES TRAVÉES 1. Domaine technique de l'invention L'invention concerne une travée de voie aérienne de transport guidé, en particulier d'un viaduc présentant une section droite transversale en forme de U, en particulier en forme de U évasé. L'invention concerne également un viaduc de transport guidé comprenant une pluralité de travées selon l'invention. 2. Arrière-plan technologique Les lignes de transports guidés publics tels que les métros et les trains, pneumatiques ou ferroviaires, présentent fréquemment des ouvrages d'art, du type viaducs ou ponts, qui permettent le passage du matériel roulant dans des zones où l'aménagement d'une voie souterraine s'avère trop difficile ou trop onéreuse compte tenu de la configuration des lieux. Le demandeur a déjà mis au point et décrit dans le brevet FR2882375 une travée de viaduc présentant une section droite transversale en forme de U et comprenant une dalle porteuse supportant la voie et au moins une piste de roulement sur laquelle peut circuler un véhicule de transport guidé. Dans le cas d'un véhicule ferroviaire, la piste de roulement est une semelle portée par la dalle porteuse sur laquelle sont fixés les rails destinés à guider le véhicule ferroviaire. En pratique, les opérations de montage des rails sur les travées sont compliquées et nécessitent rigueur et précision. Le demandeur a donc cherché à mettre au point une travée de voie aérienne, en particulier une travée de viaduc, qui permet de simplifier les opérations de montage des rails sur la travée. Il a également cherché à simplifier la construction d'un viaduc à partir de telles travées, à alléger le poids d'une travée, à améliorer l'acoustique et l'esthétique d'une travée et d'un viaduc formé à partir de telles travées. 3. Objectifs de l'invention L'invention vise à pallier au moins certains des inconvénients des solutions connues en vue notamment de simplifier les opérations de montage des rails sur les travées d'un viaduc de transport guidé. En particulier, l'invention vise à fournir une travée de voie aérienne de transport guidé présentant une section droite transversale en forme de U. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, une travée qui concourt à la réduction des émissions sonores par un véhicule circulant sur la portion de voie formée par la travée. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une travée qui présente une esthétique améliorée par rapport aux travées de l'art antérieur. L'invention vise aussi à fournir un viaduc formé par une pluralité de travées selon l'invention. 4. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne une travée de voie aérienne de transport guidé présentant une section droite transversale en forme de U dont les deux branches forment des parois latérales de ladite voie et dont la zone centrale reliant les deux branches forme une dalle porteuse de ladite voie. Une travée selon l'invention est caractérisée en ce que ladite dalle porteuse comprend au moins une engravure ménagée dans ladite dalle longitudinalement le 20 long de ladite travée et configurée pour pouvoir recevoir un support de roulement d'un véhicule de transport guidé destiné à circuler sur ladite voie. Une travée selon l'invention comprend donc au moins une engravure ménagée directement dans la dalle porteuse. La dalle porteuse forme le tablier de la travée. Cette engravure (ou réservation) forme un logement de réception d'un 25 support de roulement, tel qu'un rail, d'un véhicule de transport destiné à circuler sur la travée. L'invention consiste donc en la réalisation d'un logement de réception d'un support de roulement d'un véhicule, tel qu'un rail, directement dans le tablier de la travée. En d'autres termes, selon l'invention, la travée permet d'intégrer directement les supports de roulement, tels que les rails, dans le tablier 30 de la travée. Ainsi, selon l'invention, les supports de roulement, tels que les rails, sont ménagés directement dans les engravures et non sur les semelles (ou longrines) de l'art antérieur qui venaient en relief par rapport à la dalle porteuse. Il est donc particulièrement aisé avec une travée selon l'invention de monter les rails, les opérateurs devant simplement agencer les rails dans les engravures et non plus les fixer sur les semelles. Il est également possible avec une travée selon l'invention de ménager les supports de roulement, tels que les rails, directement en atelier, avant le montage de la travée sur les piles du viaduc sur lequel elle est destinée à être utilisée. Autrement dit, il est possible avec des travées selon l'invention de préparer des portions de voie intégrées qui seront ensuite assemblées les unes aux autres sur chantier, ce qui facilite les opérations de montage et d'installation sur site. De plus, les rails étant logés directement dans les engravures, il n'est pas nécessaire de ménager des murets de part et d'autre de chaque rail, comme c'est le cas avec des travées de l'art antérieur. La construction d'une travée selon l'invention est donc facilitée. De plus, le rail étant logé dans l'engravure, les signaux acoustiques qui résultent des interactions entre les roues du véhicule et les rails, sont piégés dans l'engravure, ce qui limite la propagation de ces signaux vers le voisinage de la travée. Les signaux acoustiques sont davantage bloqués qu'avec des travées de l'art antérieur également parce que la source de bruit est logée dans la dalle porteuse, à plus grande distance des bords supérieurs des parois latérales de la travée qu'avec une travée dont le rail est monté sur une semelle, elle-même portée par la dalle porteuse. Une travée selon l'invention permet donc de limiter les gènes sonores occasionnés par la circulation des véhicules de transport sur la voie de transport. Avantageusement et selon l'invention, chaque engravure présente des dimensions conformées et conjuguées aux dimensions dudit support de roulement destiné à être logé dans cette engravure, de sorte qu'une fois ménagé dans ladite engravure, ledit support de roulement ne s'étende pas au-delà de la surface supérieure de ladite dalle porteuse. Selon cette variante avantageuse, le support de roulement, tel qu'un rail, une fois logé dans l'engravure ne s'étend pas au-delà de la surface supérieure de la dalle porteuse. La surface supérieure de la dalle est sensiblement au même niveau que le rail. 11 est donc possible de circuler avec un véhicule pneumatique, tel qu'un véhicule de secours ou un véhicule de maintenance sur la voie. La voie ainsi réalisée permet également une évacuation aisée des passagers d'un véhicule de transport en panne sur la voie ainsi formée. En outre, une fois le support de roulement, tel qu'un rail, logé dans l'engravure, la distance qui sépare la partie supérieure du support au dessous du tablier (c'est-à-dire, le dessous de la dalle porteuse), est diminuée par rapport à une travée de viaduc classique d'une hauteur correspondant sensiblement à la hauteur des longrines. L'impact visuel d'un viaduc comprenant des travées selon l'invention est donc moindre qu'avec des travées classiques. Avantageusement, une travée selon l'invention comprend des moyens de raidissement longitudinal de ladite dalle porteuse. Les moyens de raidissement permettent de raidir longitudinalement la dalle porteuse, ce qui permet une meilleure répartition longitudinale des efforts concentrés au niveau des essieux du véhicule destiné à circuler sur la voie. Cette meilleure répartition des efforts permet une diminution des moments de flexion transversale de la dalle porteuse et donc une diminution du ferraillage transversal correspondant ou une diminution de l'épaisseur de la dalle à ferraillage transversal constant. Ces moyens de raidissement permettent également de compenser l'absence de matière due à la présence des engravures ménagées dans la travée. L'homme du métier était fortement dissuadé de pratiquer des engravures dans une travée de voie aérienne notamment parce que cela fragiliserait la tenue de la travée. Le demandeur a surmonté ce préjugé technique en compensant la perte de matière par l'aménagement de moyens de raidissement de la travée. La combinaison des engravures et des moyens de raidissement permettent donc de faire coopérer des impératifs a priori inconciliables que sont une travée intégrée qui facilite les opérations de montage des rails et une stabilité et robustesse améliorées de la travée. Avantageusement, lesdits moyens de raidissement comprennent, pour chaque engravure, une nervure longitudinale qui s'étend sous ladite dalle porteuse à l'opposé de ladite engravure. Ces nervures permettent non seulement de raidir la dalle porteuse, mais confèrent également à une travée selon l'invention une esthétique plus agréable à l'oeil que celle d'une travée de l'art antérieur en supprimant la surface inférieure plane dont l'aspect était jugé sévère. En particulier, l'aménagement de nervures sous la dalle porteuse forme un motif en relief qui est jugé plus agréable pour l'oeil que la surface plane d'une travée de l'art antérieur. En variante, la surface inférieure de la dalle porteuse peut être équipée de luminaire pour éclaircir la partie inférieure de la travée et apporter un confort visuel additionnel à une travée selon l'invention. Avantageusement, chaque nervure longitudinale est formée de deux poutres longitudinales agencées de part et d'autre de chaque engravure. Avantageusement, lesdits moyens de raidissement comprennent un caisson trapézoïdal ménagé sous la dalle porteuse. Ce caisson trapézoïdal permet de former une structure autoportante qui peut présenter une longueur importante, par exemple 120 mètres. Une travée de voie selon l'invention peut former une portion de trajectoire d'une ou plusieurs pistes de roulement adjacentes de transport guidé. Le nombre de pistes adjacentes formées par une travée de voie selon l'invention dépend du nombre d'engravures formées dans la dalle porteuse et du type de véhicule circulant sur la travée. Un véhicule a en général besoin d'un ou deux supports de roulement selon son type. La plupart des véhicules de transport guidé présentent des essieux à deux roues parallèles et nécessitent donc deux supports de roulement ménagés respectivement dans deux engravures parallèles. Avantageusement, une travée selon l'invention comprend au moins deux engravures parallèles ménagées longitudinalement le long de ladite travée de manière à pouvoir recevoir chacune un support de roulement, lesdites engravures étant espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant à la distance séparant les roues d'un même essieu d'un véhicule du transport guidé destiné à circuler sur la voie. Selon cette variante, chaque travée comprend au moins deux engravures, chaque engravure étant adaptée pour recevoir un support de roulement d'un véhicule de transport guidé, tel qu'un rail. Les engravures sont espacées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée correspondant à la distance séparant deux roues d'un même essieu d'un matériel roulant destiné à circuler sur la travée. Une travée selon cette variante permet donc avantageusement de former une portion d'une voie (ou piste de roulement) d'un seul véhicule. Selon une variante, la travée comprend quatre engravures parallèles ménagées longitudinalement par paire le long de ladite travée de manière à 10 pouvoir recevoir chacune un support de roulement et pour pouvoir former ensemble une portion de trajectoire d'au moins deux voies adjacentes. Pour ce faire, les engravures sont espacées par paire l'une de l'autre d'une distance correspondant à la distance séparant les roues d'un même essieu d'un véhicule du transport guidé destiné à circuler sur chaque voie formée. 15 Une travée selon cette variante permet donc avantageusement de former une portion de deux voies (ou pistes de roulement) adjacentes. Avantageusement et selon l'invention, chaque support de roulement est choisi dans le groupe comprenant un rail ferroviaire d'un véhicule roulant ferroviaire, un rail de guidage central d'un véhicule pneumatique, un rail de 20 guidage latéral d'un véhicule pneumatique. Une travée selon cette variante permet de faire circuler un véhicule ferroviaire ou un véhicule pneumatique guidé par un rail de guidage central ou un véhicule pneumatique guidé par au moins un rail de guidage latéral. Avantageusement et selon l'invention, chaque support de roulement est un 25 profilé métallique. Avantageusement, une travée selon l'invention est monobloc. L'invention concerne également un viaduc de transport guidé comprenant une pluralité de travées selon l'invention. De préférence, le viaduc comprend une pluralité de travées successives portées par des piles. La construction d'un viaduc 30 selon l'invention à partir de travées selon l'invention est facilitée par les opérations de montage des rails dans les engravures des travées, qui peuvent être effectuées soit directement en atelier, soit sur site, sans difficultés particulières du fait de l'absence d'opérations spécifiques de montage des rails sur des semelles et de l'absence de besoins de construire des murets de séparation de part et d'autre de chaque rail. L'invention concerne également une travée et un viaduc caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. 5. Liste des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une travée selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de la travée de la figure 1 sur laquelle des rails ont été montés, la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une travée selon un autre mode de réalisation de l'invention sur laquelle des rails ont été montés, la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un viaduc selon un mode de réalisation de l'invention formé par une pluralité de travées selon l'invention, la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale d'une travée selon un autre mode de réalisation de l'invention. 6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément d'une travée selon l'invention est décrit tel qu'il est agencé lorsque la travée est montée horizontalement, par exemple sur une pile d'un viaduc, non représenté sur les figures. Selon le mode de réalisation des figures, la travée de voie de transport guidé présente une section droite transversale en forme de U évasé dont les deux branches forment des parois 4, 5 latérales légèrement inclinées à l'opposé l'une de l'autre par rapport à la verticale, et dont la zone centrale horizontale reliant les deux branches forme le tablier (ou dalle 6 porteuse) de la voie. La dalle 6 porteuse comprend en outre deux engravures 10, 11 parallèles ménagées longitudinalement le long de la travée. Chaque engravure présente une forme et des dimensions conformées et conjuguées à la forme et aux dimensions d'un rail, formant un support de roulement d'un véhicule destiné à circuler sur la voie formée par la travée. Selon le mode de réalisation des figures, les engravures présentent une section droite rectangulaire conjuguée à l'encombrement hors tout d'un rail ferroviaire. Selon le mode de réalisation des figures, les engravures 10, 11 sont configurées pour recevoir des rails 12, 13, formés de profilés métalliques et destinés à permettre la circulation d'un train ou métro d'un réseau ferré. Selon un autre mode de réalisation, les engravures peuvent recevoir des rails de guidage ou des pistes de roulement d'un métro pneumatique. Selon le mode de réalisation des figures, les engravures 10, 11 sont configurées de sorte qu'une fois les rails 12, 13 logés dans les engravures, ils ne s'étendent pas au-delà de la surface 7 supérieure de la dalle 6 porteuse. Pour ce faire, la profondeur de chaque engravure est au moins égale à la hauteur d'un rail ferroviaire. Selon un mode de réalisation avantageux et dans le cas d'engravure présentant une section droite transversale rectangulaire, la largeur et la hauteur de chaque engravure sont choisies de telle sorte qu'elles soient légèrement supérieures aux valeurs nominales de manière à prendre en compte les tolérances de réalisation du génie civil. La distance qui sépare les engravures 10, 11 est choisie égale à la distance qui sépare les deux roues sur un essieu d'un véhicule destiné à circuler sur la voie formée à partir de travées selon l'invention. Selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, la travée comprend en outre des nervures 14, 15 longitudinales aménagées sous la dalle 6 porteuse et formant des moyens de raidissement longitudinal de la dalle 6 porteuse. Ces nervures 14, 15 longitudinales permettent de compenser l'absence de matière due à la présence des engravures 10, 11 longitudinales ménagées dans la dalle 6 porteuse. Seule la nervure 14 est décrite ci-après en détail, étant entendu que la nervure 15 est identique. La nervure 14 longitudinale est par exemple formée de deux poutres 20, 21 en béton armé continu longitudinales agencées de part et d'autre du rail 12, une fois ce dernier logé dans l'engravure 10 en regard de la nervure 14. Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 3, la travée comprend un caisson 25 trapézoïdal ménagé sous la dalle 6 porteuse. Ce caisson 25 forme les moyens de raidissement de la dalle 6 porteuse. Ce caisson 25 trapézoïdal comprend une paroi 26 supérieure commune avec la dalle 6 porteuse, une paroi 29 inférieure, parallèle à la paroi 26 supérieure et deux parois 27, 28 latérales qui relient les parois 26 supérieure et 29 inférieure l'une à l'autre. La distance qui sépare les deux parois 27, 28 latérales est inférieure ou égale à la distance qui sépare les deux parois latérales 4, 5 de la travée. Une travée selon cette variante permet de former des travaux de grande longueur, par exemple de 120 mètres. Cela permet donc d'augmenter la distance qui sépare deux piles d'un viaduc formé à partir de travées selon cette variante et donc de réduire le nombre de piles nécessaires et le nombre de travées nécessaires pour former un viaduc. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la travée est formée en béton monobloc. Selon d'autres modes de réalisation la travée peut être formée de plusieurs pièces de béton qui sont assemblées les unes aux autres par des moyens d'assemblage adaptés. La figure 4 présente un viaduc selon un mode de réalisation de l'invention formée à partir de travées selon le mode de réalisation des figures 1 et 2. Le viaduc comprend deux piliers 50, 51 ancrés dans le sol sur lesquels repose une travée selon l'invention. Selon un autre mode de réalisation de l'invention et tel que représenté sur la figure 5, la travée comprend quatre engravures 10, 11, 40, 41 parallèles ménagées longitudinalement par paire le long de la travée. En outre, un rail de support de roulement est agencé dans chaque engravure. La travée selon le mode de réalisation de la figure 5 forme deux voies 60, 61 adjacentes de roulement de véhicules ferroviaires. Une travée selon ce mode de réalisation forme donc les portions de trajectoire de deux voies adjacentes. Bien entendu, selon d'autres modes de réalisation, une travée selon l'invention peut comprendre d'avantages d'engravures pour former davantage de portions de voie de transport parallèles. REVENDICATIONS1. Travée de voie aérienne de transport guidé présentant une section droite transversale en forme de U dont les deux branches forment des parois (4, 5) latérales de ladite travée et dont la zone centrale reliant les deux branches forme une dalle (6) porteuse d'au moins une voie, caractérisée en ce que ladite dalle (6) porteuse comprend au moins une engravure (10, 11) ménagée dans ladite dalle (6) longitudinalement le long de ladite travée et configurée pour pouvoir recevoir un support (12, 13) de roulement d'un véhicule de transport guidé destiné à circuler sur ladite travée. 2. Travée selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque engravure (10, 11) présente des dimensions conformées et conjuguées aux dimensions du support (12, 13) de roulement destiné à être logé dans cette engravure (10, 11), de sorte qu'une fois ménagé dans ladite engravure (10, 11), ledit support (12, 13) de roulement ne s'étende pas au-delà de la surface (7) supérieure de ladite dalle (6) porteuse. 3. Travée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de raidissement longitudinal de ladite dalle (6) porteuse. 4. Travée selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de raidissement comprennent, pour chaque engravure (10, 11), une nervure (14, 15) longitudinale qui s'étend sous ladite dalle (6) porteuse à l'opposé de ladite engravure (10, 11). 5. Travée selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque nervure (14, 15) longitudinale est formée de deux poutres (20, 21) longitudinales agencées de part et d'autre de cette engravure (14, 15). 6. Travée selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de raidissement comprennent un caisson (25) trapézoïdal ménagé sous la dalle (6) porteuse. 7. Travée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux engravures (10, 11) parallèles ménagéeslongitudinalement le long de ladite travée de manière à pouvoir recevoir chacune un support (12, 13) de roulement. 8. Travée selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend quatre engravures (10, 11, 40, 41) parallèles ménagées longitudinalement par paire le long de ladite travée de manière à pouvoir recevoir chacune un support de roulement et pour pouvoir former une portion de trajectoire d'au moins deux voies adjacentes. 9. Travée selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque support (12, 13) de roulement est choisi dans le groupe comprenant un rail ferroviaire d'un véhicule roulant ferroviaire, un rail de guidage central d'un véhicule pneumatique, un rail de guidage latéral d'un véhicule pneumatique. 10. Travée selon la revendication 8 caractérisée en ce que chaque support (12, 13) de roulement est un profilé métallique. 11. Travée selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle est 15 monobloc. 12. Viaduc de transport guidé comprenant une pluralité de travées selon l'une des revendications 1 à 11. 20