EP0765991B1 - Procédé et dispositif d'assemblage de deux éléments en béton - Google Patents

Procédé et dispositif d'assemblage de deux éléments en béton Download PDF

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EP0765991B1
EP0765991B1 EP96470019A EP96470019A EP0765991B1 EP 0765991 B1 EP0765991 B1 EP 0765991B1 EP 96470019 A EP96470019 A EP 96470019A EP 96470019 A EP96470019 A EP 96470019A EP 0765991 B1 EP0765991 B1 EP 0765991B1
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Bernard Delpont
Lucien Payan
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Stradal SA
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Stradal SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E21D11/083—Methods or devices for joining adjacent concrete segments

Definitions

  • the present invention relates to a connecting device for assembly concrete elements, including tunnel segments.
  • the assemblies described in document EP 0 114 514 allow a setting faster placement of concrete tubular elements by pushing the TBM cylinders.
  • These assembly elements consist of a metal rod and two elements tubular provided opposite in the walls coming to be applied one against the other during of the assembly.
  • Said tubular elements consist of plastic tubes enclosing a clamping ring having a non-return crown protruding inside the tubular housing. During assembly, each half of the metal rod enters the tubular housing and its removal is prevented by the non-return crown.
  • This assembly is faster than that described above but requires manual intervention to maintain the spindle in the direction of assembly and its resistance to tensile forces it's not enough.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art.
  • the main objective of the invention is to ensure assembly that is both rapid and adaptable to the efforts and needs of the construction to be carried out.
  • the invention which consists of a process assembly of two elements, for example segments, each of the elements by example in concrete with a contact surface applied to a surface of the other element during assembly, the process of joining the contact surfaces by one or a plurality of pins, for example metallic pins, arranged perpendicular to said contact surfaces, characterized in that a first part of each spindle is first placed manually by screwing in the first element then in that the second part of the spindle is put in place and locked in the direction of return by a clamping force exerted on the elements to be assembled, in parallel to the direction of the spindle, said clamping force inducing a rotation of the spindle ending the screwing of the first part of the spindle in the first element.
  • the second part of the spindle is force-fitted or glued by an adhesive or by sealing with a mortar.
  • the spindle (7) has a quick pitch thread on its entire length, it is placed in the first element (A) by manual screwing in the plastic sleeve (2). In element (B) it is force fitted, by a clamping force parallel to the axis (3). In the application to segments, the clamping force is carried out by the tunnel boring machine.
  • the socket (1) of the previous example is replaced by a foot tube (9) anchor (8), the other elements being unchanged.
  • the pin (7) to quick thread is screwed into the element (A) and force-fitted into the sleeve (2) of the piece (B).
  • the part (A) has a turn anchor (11) sealed in the concrete during the molding of the part (A).
  • the spindle (7) is held in the part (A) by screwing into the coil (11) and force fitted into the sleeve (2) of the part (B).
  • FIGS. 4, 5, 6 comprise, on the one hand, parts anchor corresponding respectively to those of Figures 1,2,3 and include other share a metal pin, half of which has a quick thread and the other half a succession of frustoconical notches (12).
  • the notches (12) have frustoconical side walls, the largest diameters of which are directed towards the central part of the threaded rod to ensure the non-return function.
  • the spindle (7) is held in the part (A) by screwing and force-fitted in room (B).
  • the embodiment of Figure 7 includes a threaded rod (7) over its entire length and two anchor pieces in the pieces (A and B) which are anchor turns (11) quick thread.
  • the spindle is screwed into the element (A) then force-fitted into element (B).
  • the spindle (7) (see FIG. 8) has a part (7a) whose profile is adapted to that of the quick-turn turn ( Figures 8 and 9) arranged in the part (A) and a part (7b) with helical notching (15) anchored in the special socket (16) sealed in item (B) ..
  • the special socket (16) has a conical inlet (17) and a tubular body with external annular retaining notches (4) and an internal longitudinal hole (14).
  • a plurality of longitudinal grooves (13) are provided, for example three, for the evacuation of water or mud.
  • the spindle is manually screwed into the part (A) then force-fitted into the part (B) by a clamping force which, thanks to the shape and slope of the helical notch, also induces a rotation of the spindle ending the screwing of the first part (7a) of the spindle.

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Description

La présente invention concerne un dispositif de liaison pour assemblage d'éléments en béton, notamment des voussoirs de tunnel.
On connaít déjà des dispositifs pour assembler entre-eux des voussoirs ou des éléments en béton pour le chemisage des parois d'un tunnel.
Par exemple, dans le document FR 2 669 061, on réalise la liaison en torsadant ensemble les extrémités dépassantes des armatures de deux éléments en béton voisins. Le principal inconvénient de cette méthode est d'être peu rapide.Cette méthode est peu rapide et nécessite un clavetage béton.
Les assemblages décrits dans le document EP 0 114 514 permettent une mise en place plus rapide des éléments tubulaires en béton par poussée des vérins du tunnelier. Ces éléments d'assemblage sont constitués d'une tige métallique et de deux éléments tubulaires prévus en vis-à-vis dans les parois venant s'appliquer l'une contre l'autre lors de l'assemblage. Lesdits éléments tubulaires sont constitués de tubes plastiques enserrant une bague de serrage présentant une couronne anti-retour dépassant à l'intérieur du logement tubulaire. Lors de l'assemblage, chaque moitié de la tige métallique entre dans le logement tubulaire et son retrait est empêché par la couronne anti-retour. Cet assemblage est plus rapide que celui décrit ci-dessus mais nécessite une intervention manuelle pour maintenir la broche dans la direction d'assemblage et sa résistance aux efforts de traction n'est pas suffisante.
Un autre exemple est décrit dans le document EP-A- 0 317 220.
La présente invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur.
L'objectif principal de l'invention est d'assurer un assemblage à la fois rapide et adaptable aux efforts et besoins de la construction à réaliser.
Ces objectifs sont atteints grâce à l'invention qui consiste en un procédé d'assemblage de deux éléments, par exemple des voussoirs, chacun des éléments par exemple en béton présentant une surface de contact venant s'appliquer sur une surface de l'autre élément lors de l'assemblage, procédé consistant à réunir les surfaces de contact par une ou une pluralité de broches par exemple métalliques disposées perpendiculairement auxdites surfaces de contact, caractérisé en ce qu'une première partie de chaque broche est d'abord mise en place manuellement par vissage dans le premier élément puis en ce que la deuxième partie de la broche est mise en place et bloquée dans le sens du retour par un effort de serrage exercé sur les éléments à assembler, parallèlement à la direction de la broche, ledit effort de serrage induisant une rotation de la broche terminant le vissage de la première partie de la broche dans le premier élément.
Selon le cas, la deuxième partie de la broche est emmanchée en force ou collée par une colle ou par un scellement avec un mortier.
L'invention consiste également en un dispositif d'assemblage pour la liaison et le blocage d'éléments (A) et (B) notamment des voussoirs en béton pour le chemisage de tunnels, chacun des éléments comportant une surface de contact venant s'appliquer lors de l'assemblage contre une surface de contact de l'élément voisin, caractérisé en ce qu'il est constitué au moins de :
  • une broche par exemple métallique (7) dont chaque moitié (7a,7b) pénètre longitudinalement à l'intérieur d'un élément à assembler, et comporte sur une partie au moins de sa longueur une pluralité de moyens anti-retour, et dont la première partie (7a) comporte un filet à pas rapide,
  • une pièce d'ancrage (1.2) scellée dans un des éléments (A, B) permettant à chaque partie de la broche de pénétrer exclusivement longitudinalement à l'intérieur de sa pièce d'ancrage.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées suivantes:
  • Figure 1 : coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 2 : coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 3 : coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 4 : coupe longitudinale d'un quatrième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 5 : coupe longitudinale d'un cinquième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 6 : coupe longitudinale d'un sixième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 7 : coupe longitudinale d'un septième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 8 : coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré de l'invention,
  • Figure 9 : vue latérale de la broche de la figure 8,
  • Figure 10 : vue latérale de la spire d'ancrage de la figure 8,
  • Figure 11 : coupe selon AA de la douille tubulaire utilisée dans le mode de réalisation préféré de l'invention,
  • Figure 12 : coupe selon BB de la figure 11.
On décrit d'abord un premier exemple de réalisation visible sur la figure 1.
L'invention est constituée de :
  • deux pièces d'ancrage (1,2) scellées chacune dans un élément en béton (A,B) et disposées en vis-à-vis. Lesdites pièces (1 et 2) sont mises en place lors de la fabrication des éléments en béton et sont en forme de douille plastique tubulaire dont l'axe longitudinal (3) est perpendiculaire à la surface à assembler, leur paroi extérieure est équipée de crans annulaires (4) augmentant l'ancrage des douilles dans les éléments en béton (A,B). Les ouvertures coniques (5,6) des trous d'assemblage dans lesquelles sont placées les douilles (1,2) facilitent l'entrée de la broche décrite ci-après.
  • une broche métallique (7), dont chaque moitié (7a,7b) coopère respectivement avec une pièce d'ancrage (1 ou 2), assure la liaison des éléments en béton (A,B) et assure la reprise des efforts de traction et de cisaillement.
Dans l'exemple de la figure 1, la broche (7) comporte un filet à pas rapide sur toute sa longueur, elle est mise en place dans le premier élément (A) par vissage manuel dans la douille plastique (2). Dans l'élément (B) elle est emmanchée en force, par un effort de serrage parallèle à l'axe (3). Dans l'application aux voussoirs, l'effort de serrage est réalisé par le tunnelier.
On décrit à présent un deuxième exemple de réalisation de l'invention représenté en figure 2.
La douille (1) de l'exemple précédent est remplacée par un tube (9) à pied d'ancrage (8), les autres éléments étant inchangés. Comme précédemment la broche (7) à filet rapide est vissée dans l'élément (A) et emmanchée en force dans la douille (2) de la pièce (B).
Dans le troisième exemple de la figure 3, la pièce (A) comporte une spire d'ancrage (11) scellée dans le béton lors du moulage de la pièce (A).
La broche (7) est maintenue dans la pièce (A) par vissage dans la spire (11) et emmanchée en force dans la douille (2) de la pièce (B).
Les exemples de réalisation des figures 4, 5, 6 comportent d'une part des pièces d'ancrage correspondant respectivement à celles des figures 1,2,3 et comportent d'autre part une broche métallique dont une moitié présente un filet rapide et l'autre moitié une succession de crans tronconiques (12).
Les crans (12) ont des parois latérales tronconiques dont les plus grands diamètres sont dirigés vers la partie centrale de la tige filetée pour assurer la fonction d'anti-retour.
La broche (7) est maintenue dans la pièce (A) par vissage et emmanchée en force dans la pièce (B).
L'exemple de réalisation de la figure 7 comporte une tige filetée (7) sur toute sa longueur et deux pièces d'ancrage dans les pièces (A et B) qui sont des spires d'ancrage (11) à filet rapide.
Dans cet exemple de réalisation, la broche est vissée dans l'élément (A) puis emmanchée en force dans l'élément (B).
Les figures 9 à 11 montrent en détail un mode de réalisation préféré qui présente les avantages suivants:
  • la broche ne peut être inversée lors de la pose ce qui évite les erreurs de pose,
  • une des pièces d'ancrage comporte des dispositifs d'évacuation de l'eau ou de la boue qui aurait pu être comprimée dans la douille par la broche en mouvement, ce qui permet l'utilisation de l'invention dans l'eau ou dans la boue.
La broche (7) (voir figure 8) comporte une partie (7a) dont le profil est adapté à celui de la spire à pas rapide (figures 8 et 9) disposée dans la pièce (A) et une partie (7b) à crantage hélicoïdal (15) venant s'ancrer dans la douille spéciale (16) scellée dans l'élément (B)..
La douille spéciale (16) a une entrée conique (17) et un corps tubulaire avec des crans annulaires externes de retenue (4) et un trou longitudinal interne (14).
En outre, on prévoit une pluralité de gorges (13) longitudinales, par exemple trois, pour l'évacuation de l'eau ou de la boue.
Dans cet exemple de réalisation, la broche est vissée manuellement dans la pièce (A) puis emmanchée en force dans la pièce (B) par un effort de serrage qui, grâce à la forme et à la pente du crantage hélicoïdal, induit également une rotation de la broche terminant le vissage de la première partie (7a) de la broche.
Les avantages de l'invention sont notamment les suivants :
  • ancrage rapide par effort de serrage exercé sur les éléments en béton parallèlement à la broche de liaison,
  • mise en place rapide et sans aucun outil de la première partie de la broche dans le premier élément (A) par vissage manuel, la deuxième partie de la broche étant alors automatiquement centrée et présentée convenablement à l'entrée de la réservation ou de la douille d'ancrage du deuxième élément (B).
  • adaptabilité du dispositif de liaison à la reprise des efforts de traction et de cisaillement propres au chantier. Cette adaptabilité est réalisée selon le cas en fonction :
    • du diamètre de la broche utilisée (et de la matière utilisée),
    • des caractéristiques (forme, profondeur) du filetage utilisé,
    • des caractéristiques du crantage (forme, profondeur) utilisé,
    • du matériau et des dimensions des douilles utilisées (diamètre, profondeur),
    • du type de pièce d'ancrage utilisée dans l'élément (A ou B), la pièce d'ancrage pouvant être supprimée dans certains cas (non représentés), la broche pouvant être vissée dans un filet béton venant de moulage.

Claims (11)

  1. Procédé d'assemblage de deux éléments, par exemple des voussoirs, chacun des éléments par exemple en béton présentant une surface de contact venant s'appliquer sur une surface de l'autre élément lors de l'assemblage, procédé consistant à réunir les surfaces de contact par une ou une pluralité de broches par exemple métalliques disposées par exemple perpendiculairement auxdites surfaces de contact, caractérisé en ce qu'une première partie de chaque broche est d'abord mise en place manuellement par vissage dans le premier élément puis en ce que la deuxième partie de la broche est mise en place et bloquée dans le sens du retour par un effort de serrage exercé sur les éléments à assembler, parallèlement à la direction de la broche, ledit effort de serrage induisant une rotation de la broche terminant le vissage de la première partie de la broche dans le premier élément.
  2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième partie de la broche est emmanchée en force.
  3. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième partie de la broche est collée dans le deuxième élément.
  4. Dispositif d'assemblage pour la liaison et le blocage d'éléments (A) et (B) notamment des voussoirs en béton pour le chemisage de tunnels, chacun des éléments comportant une surface de contact venant s'appliquer lors de l'assemblage contre une surface de contact de l'élément voisin, caractérisé en ce qu'il est constitué au moins de :
    une broche (7) dont chaque moitié (7a,7b) pénètre longitudinalement à l'intérieur d'un élément à assembler, et comporte sur une partie au moins de sa longueur une pluralité de moyens anti-retour, et dont la première partie (7a) comporte un filet à pas rapide
    une pièce d'ancrage (1, 2) scellée dans un des éléments (A, B) permettant à chaque partie de la broche de pénétrer exclusivement longitudinalement à l'intérieur de sa pièce d'ancrage.
  5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ensemble de moyens anti-retour d'une au moins des moitiés (7a,7b) de la broche est un filet à pas rapide.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble des moyens anti-retour d'une au moins des moitiés (7a,7b) de la broche est un crantage tronconique formé d'un ensemble de crans tronconiques coaxiaux dont le plus grand diamètre est dirigé vers le centre de la broche.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble des moyens anti-retour d'une au moins des moitiés (7a,7b) de la broche est un crantage hélicoïdal.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'une au moins des pièces d'ancrage est une spire d'ancrage (11) à filet rapide.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'une des pièces d'ancrage est un pied d'ancrage (8).
  10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'une des pièces d'ancrage est une douille tubulaire comportant une pluralité de gorges longitudinales (13).
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la douille tubulaire comporte en outre une entrée conique (17).
EP96470019A 1995-09-26 1996-09-25 Procédé et dispositif d'assemblage de deux éléments en béton Expired - Lifetime EP0765991B1 (fr)

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