EP0296013B2 - Construction tubulaire - Google Patents

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EP0296013B2
EP0296013B2 EP88401360A EP88401360A EP0296013B2 EP 0296013 B2 EP0296013 B2 EP 0296013B2 EP 88401360 A EP88401360 A EP 88401360A EP 88401360 A EP88401360 A EP 88401360A EP 0296013 B2 EP0296013 B2 EP 0296013B2
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EP
European Patent Office
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elements
side elements
raft
sole
lateral wall
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EP0296013A1 (fr
Inventor
Marcel Matière
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F5/00—Draining the sub-base, i.e. subgrade or ground-work, e.g. embankment of roads or of the ballastway of railways or draining-off road surface or ballastway drainage by trenches, culverts, or conduits or other specially adapted means
    • E01F5/005—Culverts ; Head-structures for culverts, or for drainage-conduit outlets in slopes

Definitions

  • the subject of the invention is a liquid circulation channel with a flat bottom resting on a flat surface and packed, and made up of sections placed end to end and each formed of juxtaposed concrete wall elements.
  • Such a conduit consists of tubular sections placed end to end each comprising at least one element to strike off substantially flat lying on the ground or else cast in place, two side elements placed on the side and on the other side of the floor and, in the case of a buried pipe, an arch element resting on the upper ends side elements to close the duct.
  • side element includes a curved orientation wall general vertical and which connects tangentially, upwards with the arch element and downwards, at the horizontal, with the element to be written off so as to constitute a smooth wall whose curvature varies continuously .
  • both side elements are each provided with stabilizing members which in the embodiment described in the patent, consist of studs with a cross section substantially triangular, distributed at the base of the element of side, each stud providing a flat support face which allows the side element to stand alone without scaffolding.
  • the side elements are connected at their base with the elements to strike off with concrete joints constituting real keying, ensuring the joining of the whole.
  • the lower edges of the side elements and the longitudinal edges of the raft are provided with reinforcements protruding waiting and, when placing the elements aside, we leaves a space between the longitudinal edges in which these frames intersect which are then embedded in a sealing mortar cast in place.
  • the two elements of side are not connected to each other by a raft, this one being cast in place, thereafter.
  • the liquid circulation channel consisting of sections laid end to end and resting on a laying surface (61) leveled and packed, each section being formed of prefabricated walls juxtaposed in concrete and comprising two side elements (2,2 ′) with side wall curved inwards and each bearing on the laying surface (61) by via a flat bottom stabilization member (7) allowing the side element to stand straight without scaffolding, and an element to write off supported by the side elements, in which each side element (2.2 ') is provided at its base with an enlarged sole (7) comprising two wings (71, 72) extending horizontally in console on either side of the side wall (20) of the element (2,2 '), the latter comprising a lower part (26) substantially vertical, perpendicular to said sole (7) and extended upwards by a part upper (21) curved inward, both wings (71, 72) of the extended sole (7) extending, respectively on widths (a1) inwards and (a2) outwards, the width (a2) being determined so that said side elements (2, 2
  • the two side elements and the raft element are provided, respectively, along their longitudinal edges opposite thinned ends in the form of short consoles having, respectively, inverted profiles sparing faces longitudinal supports inclined at the same non-zero and non-right angle by relative to the vertical and, when installing the elements, the distance between the inner edges of the two east side elements less than the width of the raft element so that the facing short consoles overlap each other and that their inclined bearing faces apply two by two on top of each other, the short consoles provided along the inner edges of the side elements pass over short consoles of the longitudinal edges of the element of delisting said consoles having a profile and determined mechanical characteristics of way to allow them to transmit to the element to write off subjected to the weight of water at least part of the elements' overturning efforts next to.
  • Fig. 1 shows schematically, in perspective, a channel according to the invention.
  • a mode of realization of circulation of liquid and in particular of channels irrigation can have a very large cross section .
  • Such a channel is made up of sections placed end to end and each comprising a element to write off 1 with a flat bottom resting on the two elements side 2.
  • the upper part curved 21 of the side wall 20 of each element side 2 connects to a lower part 26 consisting of a vertical wall element centered on a support sole 7 which constitutes the base of the element 2 facing lower plane 70 and includes two wings 71, 72, extending symmetrically inward and toward the exterior, on either side of the vertical lower part 26 of wall 20, respectively over distances a1 and a2 from the median plane of the wall 26, every element side 2 is provided at its base with an enlarged sole 7 comprising two wings 71, 72 extending horizontally on either side of the vertical side wall 26.
  • the distance a1 is determined according to the height h of element 2 and its shape curved towards inside to prevent overturning the inside of the side element 2 when the latter is placed on the installation surface 61.
  • the width a2 of the outer wing 72 is determined so as to prevent the outward overturning of the side element 2.
  • the channel thus formed which can be used for the circulation of water or other liquid 14 can either be open up or covered of a curved element 36 which, not having to support embankment , is carried out in a light way, for example in a corrugated plastic so as to have a certain stiffness.
  • a cover 36 protects the water transported against pollution and reduces the risk of evaporation by especially if the plastic used is opaque.
  • the side 2 elements exert on the ground simply corresponding to their own weight and which is distributed over the entire surface bottom 70 of sole 7.
  • the conduit is not normally placed in a trench but in a simple embedding to reach the right floor. The risk of vertical thrust on the raft 1 under the effect of the water table is therefore reduced and the floor is subject to essentially charged with the water 14 transported.
  • support soles 7 widened towards the exterior allows the side 2 elements to resist the thrust of water acting on the side walls 20 which, in this case, are not connected to each other by an element arch.
  • the thrust of water on the inner wings 71 also improves stability and, in the event that uses longitudinal joints with short applied brackets one on the other, determines a compression of the joint 45 which promotes sealing.
  • each end 4 of an element of side 2 is tapered at an angle to form a short console of substantially triangular cross-section leaving one face longitudinal 41 inclined at a non-zero and non-right angle A with respect to vertically.
  • Each end 5 of the raft 2 is thinned by the same way but in reverse and therefore has one side longitudinal 51 inclined at the same angle A with respect to the vertical.
  • Consoles 4 and 5 therefore have profiles reversed and can overlap each other when laid elements.
  • a seal 45 in the form of a thin strip continuous, is interposed, if necessary, between the faces inclined 41 and 51, so as to seal the leads both outward and inward.
  • Consoles 5 housed along the longitudinal edges of the raft 1 cover the brackets 4 constituting the internal edges of the sole 7 of the side elements 2. The latter resist therefore to the effects of overturning outwards under the thrust of the water 14, on the one hand thanks to the parts 72 of the sole 7 projecting outwards and covered by the embankment R, and on the other hand thanks to the blocking effect of the write off 1 itself subjected to the weight of the water transported.
  • the shape curved inward side elements 2 also promotes stability in reducing the value of the horizontal thrust force of liquids.

Description

L'invention a pour objet un canal de circulation de liquide à fond plat reposant sur une surface de pose aplanie et tassée, et constituée de tronçons mis bout à bout et formés chacun d'éléments de parois juxtaposés en béton.
On connait déjà,notamment pour la construction de conduits de circulation de liquide , par exemple de réseaux d'assainissement , des procédés dans lesquels le conduit est constitué de tronçons mis bout à bout formés chacun d'éléments préfabriqués en béton qui s'appuient les uns sur les autres par leurs bords longitudinaux. Généralement , de tels dispositifs sont prévus pour des sections transversales ne dépassant pas 1 à 2 m2.
Cependant, le déposant a déjà proposé un nouveau système de construction permettant de réaliser des conduits ayant une section transversale beaucoup plus grande , pouvant même dépasser 100 m2 et utilisables par conséquent pour la construction de passages souterrains pour la circulation de véhicules , la dérivation d'une rivière sous un remblai etc .
Un tel conduit est constitué de tronçons tubulaires mis bout à bout comprenant chacun au moins un élément de radier sensiblement plan posé sur le sol ou bien coulé en place , deux éléments de côté placés de part et d'autre du radier et , dans le cas d'un conduit enterré , un élément de voûte reposant sur les extrémités supérieures des éléments de côté de façon à fermer le conduit.Chaque élément de côté comprend une paroi incurvée d'orientation générale verticale et qui se raccorde tangentiellement , vers le haut avec l'élément de voûte et vers le bas , à l'horizontale, avec l'élément de radier de façon à constituer une paroi lisse dont la courbure varie de façon continue .
Par ailleurs, selon l'une des caractéristiques essentielles de la demande Européenne 00 81 402, les deux éléments de côté sont munis chacun d'organes de stabilisation qui , dans le mode de réalisation décrit dans le brevet , sont constitués par des plots à section sensiblement triangulaire, répartis à la base de l'élément de côté , chaque plot ménageant une face d'appui plane qui permet à l'élément de côté de se tenir debout seul sans échafaudage. De la sorte, lors de la construction d'un tronçon de la structure , on pose tout d'abord un élément de radier dans le prolongement de la partie déjà construite puis les deux éléments de côté , de part et d'autre du radier , et enfin l'élément de voûte qui repose sur les deux éléments de côté .
Dans le mode de réalisation connu précédemment, les éléments de côté sont reliés à leur base avec les éléments de radier par des joints bétonnés constituant de véritables clavages , assurant la solidarisation de l'ensemble. A cet effet, les bords inférieurs des éléments de côté et les bords longitudinaux du radier sont munis d'armatures dépassant en attente et, à la pose des éléments de côté , on laisse entre les bords longitudinaux en vis-à-vis un espace dans lequel s'entrecroisent ces armatures qui sont ensuite noyées dans un mortier de scellement coulé en place .
De la sorte, la charge appliquée sur l'élément de voûte et transmise aux éléments de côté peut être reprise par le radier et se répartit donc sur une surface importante. On obtient ainsi une amélioration considérable de la répartition des contraintes engendrées dans le sol.
Cette solidarisation du radier avec la base des éléments de côté permet , en outre, à ces derniers, de ne pas s'écarter vers l'extérieur en s'ouvrant sous le poids de l'élément de voûte lorsque l'on pose ce dernier . C'est pourquoi , il est préférable de réaliser les joints bétonnés avant la pose des éléments de voûte . Cependant, la réalisation des joints peut retarder la construction du conduit puisqu'il faut attendre la prise du béton avant de poser l'élément de voûte .
En outre, dans certains cas, les deux éléments de côté ne sont pas reliés l'un à l'autre par un radier, celui-ci étant coulé en place, par la suite.
Conformément à l'invention, le canal de circulation de liquide, constitué de tronçons mis bout à bout et reposant sur une surface de pose (61) aplanie et tassée, chaque tronçon étant formé d'éléments de parois préfabriqués juxtaposés en béton et comportant deux éléments de côté (2,2') à paroi latérale incurvée vers l'intérieur et prenant appui chacun sur la surface de pose (61) par l'intermédiaire d'un organe de stabilisation (7) à fond plan permettant à l'élément de côté de se tenir droit sans échafaudage, et un élément de radier en appui sur les éléments de côté, dans lequel chaque élément de côté (2,2') est muni à sa base d'une semelle élargie (7) comprenant deux ailes (71, 72) s'étendant horizontalement en console de part et d'autre de la paroi latérale (20) de l'élément (2,2') , cette dernière comprenant une partie inférieure (26) sensiblement verticale, perpendiculaire à ladite semelle (7) et prolongée vers le haut par une partie supérieure (21) incurvée vers l'intérieur, les deux ailes (71, 72) de la semelle élargie (7) s'étendant, respectivement sur des largeurs (a1) vers l'intérieur et (a2) vers l'extérieur, la largeur (a2) étant déterminée de façon que lesdits éléments de côté (2, 2') résistent par eux-mêmes à la poussée de l'eau s'exerçant sur les parois latérales (20).
Dans un mode de réalisation particulier, les deux éléments de côté et l'élément de radier sont munis, respectivement, le long de leurs bords longitudinaux en vis-à-vis d'extrémités amincies en forme de consoles courtes ayant, respectivement, des profils inversés ménageant des faces d'appui longitudinales inclinées d'un même angle non nul et non droit par rapport à la verticale et , à la pose des éléments , la distance entre les bords internes des deux éléments de côté est inférieure à la largeur de l'élément de radier de telle sorte que les consoles courtes en vis-à-vis se recouvrent mutuellement et que leurs faces d'appui inclinées s'appliquent deux à deux l'une sur l'autre, les consoles courtes ménagées le long des bords internes des éléments de côté passent au-dessus des consoles courtes des bords longitudinaux de l'élément de radier lesdites consoles ayant un profil et des caractéristiques mécaniques déterminés de façon à leur permettre de transmettre à l'élément de radier soumis au poids de l'eau au moins une partie des efforts de renversement des éléments de côté.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante de ces différents modes de réalisation donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés .
Fig.1 représente schématiquement, en perspective, un canal selon l'invention.
Sur la figure 1, on a représenté un mode de réalisation de canaux de circulation de liquide et en particulier de canaux d'irrigation pouvant avoir une très grande section transversale .
Un tel canal est constitué de tronçons mis bout à bout et comprenant chacun un élément de radier 1 à fond plan en appui sur les deux éléments de côté 2. La partie supérieure incurvée 21 de la paroi latérale 20 de chaque élément de côté 2 se raccorde sur une partie inférieure 26 constituée d'un élément de paroi verticale centrée sur une semelle d'appui 7 qui constitue la base de l'élément 2 à face inférieure plane 70 et comprend deux ailes 71, 72 , s'étendant symétriquement vers l'intérieur et vers l'extérieur, de part et d'autre de la partie inférieure verticale 26 de la paroi 20 , respectivement sur des distances a1 et a2 à partir du plan médian de la paroi 26, chaque élément de côté 2 est muni à sa base d'une semelle élargie 7 comprenant deux ailes 71 , 72 s'étendant horizontalement de part et d'autre de la paroi latérale verticale 26.
La distance a1 est déterminée en fonction de la hauteur h de l'élément 2 et de sa forme incurvée vers l'intérieur de façon à empêcher le renversement vers l'intérieur de l'élément de côté 2 lorsque ce dernier est placé sur la surface de pose 61.
La largeur a2 de l'aile externe 72 est déterminée de façon à empêcher le renversement vers l'extérieur de l'élément de côté 2. Le canal ainsi formé, qui peut servir à la circulation d'eau ou autre liquide 14 peut, soit être ouvert vers le haut, soit être recouvert d'un élément incurvé 36 qui, n'ayant pas à supporter de remblai , est réalisé d'une façon légère , par exemple en une matière plastique ondulée de façon à avoir une certaine raideur . Une telle couverture 36 protège l'eau transportée contre la pollution et diminue les risques d'évaporation en particulier si la matière plastique utilisée est opaque .
D'ailleurs, ces risques sont également diminués par la forme incurvée vers l'intérieur des éléments de côté 2 qui, à volume transporté égal, réduit la surface libre du liquide 14.
On notera que, dans ce cas, les éléments de côté 2 exercent sur le sol une poussée correspondant simplement à leur propre poids et qui se répartit sur toute la surface inférieure 70 de la semelle 7 . D'autre part, le conduit n'est normalement pas placé dans une tranchée mais dans un simple encastrement permettant d'atteindre le bon sol. Le risque de poussée verticale sur le radier 1 sous l'effet de la nappe phréatique est donc réduit et le radier est soumis essentiellement à la charge de l'eau 14 transportée.
L'utilisation de semelles d'appui 7 élargies vers l'extérieur permet aux éléments de côté 2 de résister à la poussée de l'eau s'exerçant sur les parois latérales 20 qui, dans ce cas, ne sont pas reliées entre elles par un élément de voûte .
La poussée de l'eau sur les ailes internes 71 améliore également la stabilité et, dans le cas où l'on utilise des joints longitudinaux à consoles courtes appliquées l'une sur l'autre, détermine une compression du joint 45 qui favorise l'étanchéité .
Dans ce cas, chaque extrémité 4 d'un élément de côté 2 est amincie en biais pour former une console courte de section sensiblement triangulaire ménageant une face longitudinale 41 inclinée d'un angle A non nul et non droit par rapport à la verticale.
Chaque extrémité 5 du radier 2 est amincie de la même façon mais en sens inverse et comporte donc une face longitudinale 51 inclinée du même angle A par rapport à la verticale . Les consoles 4 et 5 ont par conséquent des profils inversés et peuvent se recouvrir mutuellement à la pose des éléments.
Un joint d'étanchéité 45, en forme de bande mince continue, est interposé, en cas de besoin, entre les faces inclinées 41 et 51, de façon à assurer l'étanchéité du conduit aussi bien vers l'extérieur que vers l'intérieur. Les consoles 5 ménagées le long des bords longitudinaux du radier 1 recouvrent les consoles 4 constituant les bords internes de la semelle 7 des éléments de côté 2. Ces derniers résistent donc aux effets de renversement vers l'extérieur sous la poussée de l'eau 14, d'une part grâce aux parties 72 de la semelle 7 débordant vers l'extérieur et recouverte par le remblai R, et d'autre part grâce à l'effet de blocage du radier 1 soumis lui-même au poids de l'eau transportée. On notera , d'ailleurs, que la forme incurvée vers l'intérieur des éléments de côté 2 favorise également la stabilité en réduisant la valeur de l'effort horizontal de poussée des liquides.

Claims (4)

  1. Canal de circulation de liquide, constitué de tronçons mis bout à bout et reposant sur une surface de pose (61) aplanie et tassée, chaque tronçon étant formé d'éléments de parois préfabriqués juxtaposés en béton et comportant deux éléments de côté (2,2') à paroi latérale incurvée vers l'intérieur et prenant appui chacun sur la surface de pose (61) par l'intermédiaire d'un organe de stabilisation (7) à fond plan permettant à l'élément de côté de se tenir droit sans échafaudage, et un élément de radier en appui sur les éléments de côté, dans lequel chaque élément de côté (2,2') est muni à sa base d'une semelle élargie (7) comprenant deux ailes (71, 72) s'étendant horizontalement en console de part et d'autre de la paroi latérale (20) de l'élément (2,2') , cette dernière comprenant une partie inférieure (26) sensiblement verticale, perpendiculaire à ladite semelle (7) et prolongée vers le haut par une partie supérieure (21) incurvée vers l'intérieur, les deux ailes (71, 72) de la semelle élargie (7) s'étendant, respectivement sur des largeurs (a1) vers l'intérieur et (a2) vers l'extérieur, la largeur (a2) étant déterminée de façon que lesdits éléments de côté (2, 2') résistent par eux-mêmes à la poussée de l'eau s'exerçant sur les parois latérales (20).
  2. Canal selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux éléments de côté (2, 2') et l'élément de radier (1) sont munis, respectivement, le long de leurs bords longitudinaux (22, 12) en vis-à-vis, d'extrémités amincies en biais, formant des consoles courtes (4, 5) ayant, respectivement des profils inversés ménageant des faces d'appui longitudinales (41, 51) inclinées d'un même angle (A), non nul par rapport à la verticale, et que, à la pose des éléments (1, 2) la distance (L) entre les bords internes (40) des deux éléments de côté (2, 2') est inférieure à la largeur (L') de l'élément de radier (1) de telle sorte que les consoles courtes (4, 5) en vis-à-vis se recouvrent mutuellement et que leurs faces d'appui inclinées (41, 51) s'appliquent deux à deux l'une sur l'autre, les consoles courtes (4) des éléments de côté (2) passant au-dessous des consoles courtes (5) de l'élément de radier (1), lesdites consoles (4, 5) ayant un profil et des caractéristiques mécaniques déterminés de façon à leur permettre de transmettre à l'élément de radier (1) soumis au poids de l'eau, au moins une partie des efforts de renversement des éléments de côté (2, 2').
  3. Canal selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un joint d'étanchéité est interposé entre les faces d'appui (41, 51) appliquées l'une sur l'autre desdites consoles courtes (4, 5).
  4. Canal selon l'une des revendications 1 à 3 , caractérisé par le fait que le canal est recouvert par un élément incurvé (36) en matière légère, reposant sur les extrémités supérieures (21) des éléments de côté (2, 2').
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