EP3502414A1 - Procédé de renforcement d'ouvrage et système pour sa mise en oeuvre - Google Patents

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EP3502414A1
EP3502414A1 EP18215535.8A EP18215535A EP3502414A1 EP 3502414 A1 EP3502414 A1 EP 3502414A1 EP 18215535 A EP18215535 A EP 18215535A EP 3502414 A1 EP3502414 A1 EP 3502414A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arches
rings
ring
spacing
connecting elements
Prior art date
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Granted
Application number
EP18215535.8A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP3502414B1 (fr
Inventor
Jacky Leboeuf
Najeeb Sabir
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soletanche Freyssinet SA
Original Assignee
Soletanche Freyssinet SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Soletanche Freyssinet SA filed Critical Soletanche Freyssinet SA
Publication of EP3502414A1 publication Critical patent/EP3502414A1/fr
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Publication of EP3502414B1 publication Critical patent/EP3502414B1/fr
Active legal-status Critical Current
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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
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • 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
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • E21D11/24—Knuckle joints or links between arch members

Definitions

  • the present invention relates to a method of reinforcing a structure such as a nozzle and a system for implementing such a method.
  • a nozzle is a large diameter pipe, typically between 1 and 8 m, usually made of corrugated galvanized steel sheet, which is installed under an embankment, usually under a highway pavement, to allow the passage of water especially.
  • Such conduits are still referred to as hydraulic nozzles.
  • the prior art proposes a number of solutions for repairing these structures.
  • a first known solution consists in producing a reinforced concrete inner lining, the concrete being projected onto the wall to be consolidated.
  • Another known solution is to make a liner with a smooth conduit GRP (Glass Fiber Reinforced Polyester), with peripheral injection of a cementitious grout or concrete in the gap between the existing nozzle and the liner.
  • GRP Glass Fiber Reinforced Polyester
  • the survey of the geometry of the structure is carried out with the precision that is appropriate to the desired result, in particular according to the structure of the rings, and in particular the number of degrees of freedom that one authorizes.
  • a more precise survey is carried out, in particular using a 3D scanner.
  • the step of surveying the geometry of the structure should not be understood as being limited to a very precise reading or to an automated survey.
  • the geometry of the structure can be identified in one or more sections, as needed.
  • the rings constitute active reinforcements, loaded, that is to say compressed, in a controlled manner to reinforce and relieve the structure of the structure, resting substantially uniformly on the inner wall of the structure, in each of the sections object of the reinforcement.
  • the rings are closed on themselves.
  • the invention offers multiple advantages.
  • the retaining rings also called reinforcing rings, can consolidate the structure while only slightly reducing its inner section, the grip of the retaining rings being limited, for example from 0 to -3% in diameter and from 0 to -6% in section.
  • the invention makes it possible to respond quickly to a threat of collapse or interruption of the road requiring intervention on a hydraulic nozzle, while retaining the possibility of an almost unmodified water flow within this nozzle.
  • the invention allows a reduced reaction time with rapid implementation in securing the structure.
  • the study the manufacture of the rings with bent tubes adapted to the geometry of the structure to be reinforced and their installation can be conducted quickly.
  • the method according to the invention may comprise the selection of the material in which all or part of the rings are made as a function of the material defining the wall of the structure, and in particular the same material, for example steel, is used. galvanized.
  • the invention makes it possible to implement reinforcements or safeties that modify in a very limited way the mechanical operation and in particular the effective stiffness of the structure, compared to known solutions based on the constitution of stiffened rings or the creation of rigid points. within the embankment.
  • the solution provided only slightly affects the mechanical behavior of the nozzle.
  • the retaining rings retain in the invention a certain independence in their mechanical behavior and only marginally alter the behavior of the existing structure through a limited mechanical connection, involving a relative sliding between the retaining rings and the existing wall. of the book. Supporting efforts reported act as an external post-stress.
  • the invention allows a dimensioning of the relatively easy reinforcement, the prestressing force within the rings being calibrated.
  • each retaining ring comprises at least two curved chords, called hoops in the following, connected by two connecting elements each to adjust the spacing between the hoops it connects.
  • the shape with which each ring is manufactured is defined by calculation, in particular from a theoretical model of a compressed ring, so that the ring preferably matches the shape of the wall of the structure. which it leans once put in compression.
  • a known theory makes it possible to calculate a radial force of distributed pressure, this pressure being proportional to the curvature and to the compression force at any point of the ring.
  • the calculation of the shape with which each ring is manufactured can also involve the form of a fill under which the work is made.
  • the number and shape of the arches are chosen according to the geometry of the structure. Each arch preferably fits the internal geometry of the reinforced structure, in each of the sections concerned. The more hoops a ring has, the more freedom it offers to adapt easily to the shape of the work and to accommodate geometric readings that would be more approximate.
  • at least a portion of the retaining rings, or all of them is made with three arches and three connecting elements connecting the arches together, at least one these connecting elements to adjust the spacing between the adjacent arcs, and preferably each of the connecting elements allowing it.
  • the arches are still called “cerces".
  • the arches are made of a resistant material adapted to the efforts mobilized during their loading. They are preferably made of a metallic material, advantageously a galvanized steel, material constituting a majority of the nozzles to which the reinforcements are intended.
  • a homogeneous material with the existing structure offers suitable corrosion protection and compliance with environmental standards without additional treatment.
  • the cross section of the rings is tubular, at least outside the connecting elements.
  • the aforementioned hoops are thus preferably made with bent tubes.
  • the method is implemented with several retaining rings spaced along the structure.
  • the rings are independent and preferably arranged regularly along the area to be reinforced, preferably being placed in annular grooves thereof.
  • the spacing between successive rings is preferably chosen as a function of the capacity and the estimated stress of the area to be reinforced and / or secured.
  • the number of arches per retaining ring is chosen according to the geometry of the structure to be reinforced. It can be two or better three, as mentioned above, but the invention is not limited to a particular number, and the number of connecting elements can be increased to accommodate a more varied geometry of the annular section equipped. This may be greater than three, being for example between 2 and 6, considering that the treated sections have very rarely more than three zones of curvature marked on their periphery.
  • each hoop is connected at its ends to a connecting element for adjusting the spacing between the hoops.
  • the connecting elements are preferably mounted removably on the hoops to allow them to be transported separately.
  • a retaining ring may comprise at least one connecting element for adjusting the spacing and at least one connecting element that does not offer this possibility, whose role is simply to allow the on-site assembly of the retaining rings in order to reduce their bulk during transport.
  • all the connecting elements are identical for all the retaining rings, and preferably all allow adjustment of the spacing between the adjacent hoops.
  • this adjustment taking into account, for example, the initial shape of the structure in the plane of contact with the ring and the stress to be exerted.
  • Each connecting element may comprise a threaded rod and two nuts engaged on it, the rod being inserted into the tubes of the rollbars and the nuts bearing on the end thereof, the spacing between the tubes being imposed by the spacing with which the nuts are positioned on the rod.
  • At least one spreader tool may be used to load the rings and then removed after adjustment of the linkage element (s). Stops can be made on the arches to help spread the tubes using the spreader tool bearing on these stops.
  • the nuts can be positioned on the rod once the tubes are spaced from the desired distance. This facilitates the establishment of the connecting elements with the desired spacing.
  • the stops are for example formed by flat welded on the tubes, and form lugs. These are preferably positioned to avoid contact with the wall of the structure. It is also possible to achieve the stops otherwise, for example with sleeves or rings attached to the tubes or forming shoulders on them.
  • one or more retaining rings with at least one strain gauge, which offers the advantage of allowing the reinforced structure to be examined later to monitor its evolution, by raising the stress values given by the or the gauges in place.
  • strain gauges at the time of placement rings can also help the adjustment of the spacing imposed by the connecting elements, so as to obtain a predefined constraint within the rings.
  • the cross sections of the structure are outwardly convex, being structures working exclusively in compressed arcs.
  • Sections with concavities due to excessive deformation of the structure can not in most cases be repaired by the only installation of the retaining rings.
  • Such sections require special repair such as temporary shoring, cutting, removal and reconstruction of the deformed sections, and in this case the retaining rings are only used to strengthen or relieve an already repaired section.
  • the invention also relates to a system for implementing the method according to the invention, as defined above.
  • This system comprises at least one shaped retaining ring adapted to that of the structure to be reinforced, in particular a hydraulic nozzle as mentioned above, comprising at least two parts connected by a connecting element to adjust the spacing between said parts.
  • the system comprises a plurality of such retaining rings.
  • each ring has at least two arches connected by two connecting elements, at least one of which adjusts the spacing between the arches, and preferably both allow it.
  • At least one of the rings, or even all the rings, may comprise three arches connected in pairs by a connecting element, at least one of the connecting elements, and preferably all the connecting elements of a ring, to adjust the spacing between the hoops of this ring.
  • At least one, and better each connecting element for adjusting the spacing between the hoops preferably comprises a threaded rod and two nuts engaged thereon, to adjust the spacing between the hoops.
  • the threaded rod has two inverted threads, one said right, the other said left, providing a system type "turnbuckle” producing a spacing or bringing the two nuts together by simply rotating the threaded rod , the two nuts being locked in rotation relative to the adjacent hoops.
  • Each ring preferably has a tubular cross section, in particular outside the connecting elements.
  • Each arch can thus have a tubular section.
  • the tubular section is circular.
  • the outer diameter of the tubular section is for example between 10 and 220 mm.
  • the thickness of the wall of the tube is for example between 1.5 mm and 25 mm.
  • two arches connected by a connecting element to adjust the spacing between them comprise at their ends adjacent to the connecting element abutments used to support a spreader tool, used to load the ring.
  • stops are preferably in the form of a pair of diametrically opposed lugs, and may be formed by connecting and welding plates on the tubes of the hoops.
  • stops are preferably arranged so as not to come into contact with the wall of the structure to be reinforced; they are thus preferably arranged in a plane perpendicular to the plane of the ring when they are in pairs of diametrically opposed lugs.
  • these stops are arranged inside the curvature of the arch.
  • the system comprises at least one strain gauge for measuring the load of a ring, and preferably each ring has at least one such gauge.
  • the system may further include at least one spreader tool that is used to compress a ring; such a tool comprises for example two jaws configured to engage respectively on two arches and come to bear on the abovementioned abutments.
  • the invention applies, inter alia, to the consolidation of buried passages such as motorway nozzles, formed of a duct C made of corrugated galvanized sheet steel as schematically illustrated in FIGS. Figures 3 and 4 .
  • the sheets can undergo deformation, especially localized collapse, which generates a risk to the safety of the structure and may affect its functionality.
  • the consolidation method according to the invention comprises several steps, as illustrated in FIG. figure 1 , the first of which may consist of an inspection of the work to be consolidated in order to acquire a topographical survey.
  • This topographical acquisition can be carried out in various ways, for example with a scanner that is moved along the pipe along a predefined path to acquire the relief of the inner surface of the structure on several sections spaced from each other . It is also advantageous to make simple geometrical measurements of the backfill in place.
  • a guide rail along a portion of the passage, aligning it with the longitudinal axis of the latter, and to make the scanner run on this rail in order to carry out a 360 ° acquisition of the relief. in several successive planes perpendicular to the longitudinal axis of the passage. It is still possible to perform a 3D scan in a different way and at the limit perform a more basic manual survey, especially in certain emergency situations.
  • each acquisition plane corresponds to a hollow of the corrugated sheet; it is thus possible to have a plurality of acquisition planes whose spacing corresponds to the pitch between two consecutive recesses of the sheet.
  • a topographic survey is obtained which can be represented in relief for example in the form illustrated in FIG. figure 2 .
  • the nozzle has a sag D that should be treated.
  • the invention uses retaining rings 10 of predefined initial shape, shown diagrammatically in FIGS. Figures 3 and 4 , which are installed in the passage so as to be applied on its wall to oppose a collapse thereof, or even modify its shape by applying constraints. These depend on the observed geometry and the deformation that one wishes to impose.
  • These rings 10 are advantageously placed individually at each annular groove formed by a hollow of the sheet C, which ensures stable axial positioning without the need to mechanically connect the rings otherwise between them.
  • Each retaining ring 10 comprises one or more arches 11 and at least one connecting element 20, visible on the figure 6 , which is disposed at an interruption of the ring so as to allow to introduce a compressive stress once in place on the structure.
  • each retaining ring 10 comprises three arches 11 each formed of a circular section tube, bent to measure according to the geometry of the structure where it is intended to be installed and constraints to be applied.
  • the arches 11 substantially match the profile of the wall of the structure, so as to be able to exert on this wall the desired stresses.
  • the method according to the invention comprises a step 2 of custom manufacturing of the arches 11, after topographic acquisition and calculation of the stresses to be applied to the wall by means of the retaining rings 10.
  • the invention takes advantage of the great relative flexibility of the wall of the nozzle vis-à-vis the embankment.
  • the final equilibrium position of the wall is such that it is subjected to a simple compression in all its points.
  • the stiffness of the reinforcement system according to the invention by the retaining rings remains consistent with the initial stiffness of the wall of the nozzle, which provides stability vis-à-vis the buckling.
  • the curvature calculation to be given to the arches may take into account the absence of inversion of curvature in the current zones, a nozzle cover height by the embankment material preferably between 0.5 m and 12, 8 m and the choice for embankment of materials preferably having a modulus of elasticity Es greater than or equal to 40 MPa.
  • the retaining rings and the existing structure of the nozzle keep relatively independent mechanical operations, so that the rings induce external actions, exerting radial thrusts to relieve the treated nozzle sections, without modifying the relative mechanical flexibility of the buried nozzle .
  • Sizing with equivalent capacity of the existing nozzle may cause oversize rings reinforcement.
  • the geometry and nature data of the embankment are useful for evaluating the descent of loads and more finely dimensioning the reinforcement rings in order to optimize the cost of the work. These data are generally available from the requesting project owners. For example, data concerning the nature of the soil and the embankment heights at the level of each of the sections concerned will make it possible to evaluate more finely the load acting on the nozzle section and the associated reinforcement ring.
  • the software Preferably, once the shape of each arch so determined by calculation, the software generates a plan and / or a control file of a machine for cutting and bending the tubes automatically to give them the desired shape.
  • All components of the rings are preferably hot-dip galvanized.
  • Each arch may be identified by printing or other marking so as to facilitate its identification and subsequent positioning within the book to consolidate.
  • All the arches 11 can be specific to each section of the passage where they are intended to be installed.
  • At least a portion of the retaining rings may comprise arches of the same shape.
  • several sets of arches are used to make the retaining rings, with within each series of arches of the same shape.
  • a series of arches of the same shape is used to form all the upper arches of the retaining rings, and / or to constitute all the left side arches, respectively straight.
  • the arches 11 are connected to each other by connecting elements 20 which have not been shown in FIG. figure 5 but which are visible on the Figures 6 and 7 .
  • the connecting element 20 comprises in the example illustrated a threaded rod 21 on which are engaged two locking nuts 22.
  • the threaded rod 21 has a diameter slightly smaller than the inner diameter of the tubes constituting the arches 11, and of length chosen to allow to move the arches a distance sufficient to induce the desired post-compression.
  • the diameter of the threaded rods 21 is between 5 and 50 mm and their length between 50 and 500 mm.
  • step 3 of the process the steps of which are recalled to the figure 1 , the nuts 22 are close, as illustrated in FIG. figure 6 , which allows to bring the arches 11 from each other to install them in the corresponding groove of the sheet.
  • the nuts 22 of each connecting element can be moved away from each other to keep spaced the corresponding arches 11 and ensure the immobilization of the ring in the groove.
  • spacer tools 30 as schematically illustrated in FIGS. Figures 8 and 9 .
  • Each tool 30 comprises, for example, as illustrated, two jaws 31 and a spacing mechanism 32 thereof, shown schematically in FIGS. Figures 8 and 9 .
  • This mechanism can be of any type, manual or not, screw, hydraulic or pneumatic.
  • the spreader tool comprises a screw jack which moves when actuated a cam, which causes by wedge effect the spacing of the jaws 31.
  • Each jaw 31 has a semicircular notch 33, of diameter adapted to fit onto the tube of a bow 11, as illustrated in FIGS. Figures 10 and 11 .
  • Each tube may be provided at its ends with two diametrically opposed stops 12, each formed, for example, by an elongated plate along the longitudinal axis of the tube and welded to it.
  • Each jaw bears on the two stops 12 of the tube engaged in the notch 33, which allows to exert a force on the tube while leaving the nut 22 free.
  • Once the desired spacing between the hoops 11 reached can be brought by screwing the nuts 22 in contact with the ends 14 of the tubes, as shown in FIG. figure 11 , which prevents any subsequent approximation of the hoops 11.
  • the jaws can then be brought closer and remove the tool 30. This process of compressing the retaining rings corresponds to step 4 of the method on the figure 1 .
  • the rings are equipped with strain gauges, for example strain gauges. These gauges are preferably installed by gluing on the rings at several points, near the joints or connecting elements 20, before being loaded. We designated by reference 16 on the figure 5 such a gauge, represented extremely schematically.
  • the compression spacing tools are equipped with sensors (hydraulic pressure, displacement, extension) for measuring the force applied by the tool in the joint or connecting element 20.
  • sensors hydroaulic pressure, displacement, extension
  • the invention is not limited to the reinforcement of a buried hydraulic nozzle, for example in a roadwork embankment, and applies to other similar structures.
  • the connecting elements may consist of seals made otherwise.
  • the connecting elements may comprise a system of telescopic rods installed in the tubular ends of adjacent arches.
  • Other systems are possible, such as those using shims made of open tube tubes, section U.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de renforcement d'un ouvrage tel qu'une buse, comportant les étapes consistant à :- procéder à un relevé de la géométrie de l'ouvrage à renforcer,- réaliser au moins en fonction de ce relevé des anneaux de soutènement (10) de dimensions adaptées, chaque anneau de soutènement étant fermé par au moins un élément de liaison imposant un écartement ajustable entre deux régions adjacentes de l'anneau reliées par cet élément de liaison,- régler l'écartement entre lesdites régions adjacentes pour mettre en compression l'anneau au contact de l'ouvrage.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de renforcement d'un ouvrage tel qu'une buse et un système pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.
  • Une buse est un conduit de large diamètre, typiquement entre 1 et 8 m, usuellement réalisé avec de la tôle en acier galvanisée ondulée, qui est installé sous un remblai, le plus souvent sous une chaussée d'autoroute, pour permettre le passage des eaux notamment. De tels conduits sont encore qualifiés de buses hydrauliques.
  • Le guide LCPC-SETRA : Ministère des transports DGTI « Buses métalliques Recommandations et règles de l'art » Septembre 1981 donne des informations sur le comportement mécanique des buses métalliques.
  • Ces ouvrages sont susceptibles de se dégrader avec le temps et la tôle peut s'affaisser, ce qui pose des problèmes de sécurité et de risque d'obstruction.
  • L'art antérieur propose un certain nombre de solutions pour réparer ces ouvrages.
  • Une première solution connue consiste à réaliser un chemisage intérieur en béton armé rapporté, le béton étant projeté sur la paroi à consolider.
  • Une autre solution connue est de réaliser un chemisage avec un conduit lisse en PRV (Polyester Renforcé en fibres de Verre), avec injection périphérique d'un coulis cimentaire ou d'un béton dans l'interstice entre la buse existante et le chemisage.
  • Il est également connu de réaliser sur une zone déterminée de la buse à renforcer des cunettes en béton armé, à l'aide d'arceaux de renfort. Les cunettes sont connectées et mobilisées en partie basse de la section de la buse, au moyen de connecteurs soudés et noyés dans le béton rapporté.
  • Certaines de ces techniques de réparation sont décrites notamment dans l'ouvrage SETRA « BUSES METALLIQUES GUIDE POUR LA SURVEILLANCE SPECIALISEE, L'ENTRETIEN ET LA REPARATION » Décembre 1992.
  • L'ensemble des techniques connues ci-dessus présente les limites suivantes :
    • le gabarit général en section et la surface d'écoulement disponibles sont réduits de manière significative ;
    • le fonctionnement structurel de la buse est modifié, l'ouvrage étant rendu plus rigide dans la zone traitée, en terme de résistance aux charges auxquelles la buse est soumise ;
    • le temps de mise en oeuvre peut s'avérer trop long dans certaines situations d'urgence ;
    • la réalisation des travaux de réparation requiert des autorisations liées à des contraintes environnementales et sanitaires, en particulier la loi sur l'eau, des diverses collectivités impliquées ;
    • la pérennité des solutions connues est limitée dans certains cas, en raison par exemple de la corrosion de connecteurs soudés et noyés dans le béton ou du masquage lors de la réparation des zones existantes endommagées, rendant les contrôles visuels ultérieurs impossibles ;
    • le niveau de chargement des éléments de renfort installés ne peut être connu qu'approximativement.
  • Il existe par conséquent un besoin pour disposer d'une solution rapide et aisée à mettre en oeuvre, remédiant à tout ou partie des inconvénients énumérés ci-dessus.
  • L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un procédé de renforcement d'un ouvrage tel qu'une buse, comportant les étapes consistant à :
    • procéder à un relevé de la géométrie de l'ouvrage à renforcer,
    • réaliser au moins en fonction de ce relevé des anneaux de soutènement de dimensions adaptées, chaque anneau de soutènement étant fermé par au moins un élément de liaison imposant un écartement ajustable entre deux régions adjacentes de l'anneau reliées par cet élément de liaison,
    • régler l'écartement entre lesdites régions adjacentes pour mettre en compression l'anneau au contact de l'ouvrage.
  • Le relevé de la géométrie de l'ouvrage s'effectue avec la précision qui convient au résultat recherché, en fonction notamment de la structure des anneaux, et notamment du nombre de degrés de liberté que l'on s'autorise. Dans une situation d'urgence notamment, il est possible de se contenter d'un relevé assez sommaire et d'utiliser des anneaux présentant les degrés de liberté nécessaire pour compenser la tolérance de prise de côtes. Dans d'autres situations, on procède à un relevé plus précis, notamment à l'aide d'un scanner 3D. Ainsi, l'étape de relevé de la géométrie de l'ouvrage ne doit pas se comprendre comme étant limitée à un relevé très précis, ni à un relevé automatisé. De plus, la géométrie de l'ouvrage peut être relevée en une ou plusieurs sections, selon les besoins.
  • Selon l'invention, les anneaux constituent des renforts actifs, mis en charge, c'est-à-dire comprimés, de façon contrôlée pour renforcer et soulager la structure de l'ouvrage, en s'appuyant de façon sensiblement uniforme sur la paroi intérieure de l'ouvrage, dans chacune des sections objets du renforcement. Les anneaux sont fermés sur eux-mêmes.
  • L'invention offre de multiples avantages.
  • Tout d'abord, les anneaux de soutènement, encore appelés anneaux de renfort, peuvent consolider l'ouvrage tout en ne diminuant que faiblement sa section intérieure, l'emprise des anneaux de soutènement étant limitée, par exemple de 0 à -3% en diamètre et de 0 à -6% en section. Ainsi, l'invention permet de répondre rapidement à une menace d'effondrement ou d'interruption de chaussée nécessitant une intervention sur une buse hydraulique, tout en conservant la possibilité d'un écoulement d'eau quasiment non modifié au sein de cette buse.
  • De plus, l'invention permet un temps de réaction réduit avec une mise en oeuvre rapide en sécurisation de l'ouvrage. L'étude, la fabrication des anneaux avec des tubes cintrés adaptés à la géométrie de l'ouvrage à renforcer et leur installation peuvent être menées rapidement.
  • Pour une mise en sécurité et/ou un renfort provisoire, une dispense du dossier d'autorisation, en particulier celui portant sur la loi sur l'eau, est possible, du fait que les anneaux de soutènement peuvent être réalisés dans le même matériau que la buse si nécessaire. L'utilisation d'un matériau identique dispense également d'un besoin de finition, ou limite fortement celui-ci. On dispose d'une solution de renforcement pérenne. Ainsi, le procédé selon l'invention peut comporter la sélection du matériau dans lequel sont réalisés tout ou partie des anneaux en fonction du matériau définissant la paroi de l'ouvrage, et en particulier on utilise le même matériau, par exemple de l'acier galvanisé.
  • L'invention permet une mise en oeuvre de renforts ou de sécurités modifiant de façon très limitée le fonctionnement mécanique et notamment la raideur effective de l'ouvrage, par rapport aux solutions connues reposant sur la constitution d'anneaux rigidifiés ou la création de points rigides au sein du remblai. Ainsi, la solution apportée n'altère que peu le comportement mécanique de la buse. Les anneaux de soutènement gardent dans l'invention une certaine indépendance dans leur comportement mécanique et n'altèrent que marginalement le comportement de l'ouvrage existant à travers une liaison mécanique limitée, faisant intervenir un glissement relatif entre les anneaux de soutènement et la paroi existante de l'ouvrage. Les efforts de soutènement rapportés agissent comme une post-contrainte extérieure.
  • L'invention permet un dimensionnement du renfort relativement aisé, l'effort de précontrainte au sein des anneaux étant calibré.
  • De préférence, chaque anneau de soutènement comporte au moins deux membrures courbes, appelées arceaux dans la suite, reliées par deux éléments de liaison permettant chacun de régler l'écartement entre les arceaux qu'il connecte.
  • De préférence, la forme avec laquelle chaque anneau est fabriqué est définie par calcul, notamment à partir d'un modèle théorique d'anneau comprimé, de façon à ce que l'anneau épouse au mieux la forme de la paroi de l'ouvrage sur laquelle il s'appuie une fois mis en compression. Une théorie connue permet de calculer un effort radial de pression réparti, cette pression étant proportionnelle à la courbure et à l'effort de compression en tout point de l'anneau.
  • Les arceaux précités peuvent ainsi être réalisés selon le résultat de ce calcul.
  • Le calcul de la forme avec laquelle chaque anneau est fabriqué peut également faire intervenir la forme d'un remblai sous lequel l'ouvrage est réalisé.
  • Le nombre et la forme des arceaux sont choisis en fonction de la géométrie de l'ouvrage. Chaque arceau épouse de préférence la géométrie intérieure de l'ouvrage renforcé, dans chacune des sections concernées. Plus un anneau comporte d'arceaux, plus il offre de degrés de libertés pour s'adapter facilement à la forme de l'ouvrage et pour s'accommoder de relevés géométriques qui seraient plus approximatifs. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, au moins une partie des anneaux de soutènement, voire la totalité d'entre eux, est réalisée avec trois arceaux et trois éléments de liaison reliant les arceaux entre eux, au moins l'un de ces éléments de liaison permettant de régler l'écartement entre les arceaux adjacents, et de préférence chacun des éléments de liaison le permettant.
  • Les arceaux sont encore appelés « cerces ». Les arceaux sont constitués d'un matériau résistant adapté aux efforts mobilisés lors de leur mise en charge. Ils sont de préférence constitués d'un matériau métallique, avantageusement un acier galvanisé, matériau constitutif d'une majorité des buses auxquelles les renforts sont destinés. Le fait d'utiliser un matériau homogène avec la structure existante offre une protection anticorrosion adaptée et une conformité aux normes environnementales sans traitement complémentaire.
  • De préférence, la section transversale des anneaux est tubulaire, au moins en dehors des éléments de liaison.
  • Les arceaux précités sont ainsi réalisés de préférence avec des tubes cintrés.
  • La section transversale des arceaux peut être tubulaire carrée, rectangulaire ou circulaire. Une section circulaire tubulaire est préférée, offrant plusieurs avantages parmi lesquels :
    • un bon rapport stabilité latérale / aire de section vis-à-vis du flambement et du déversement ;
    • une insertion optimale des arceaux dans les creux de la paroi des buses enterrées lorsque cette paroi est ondulée, cette insertion permettant également un maintien ou guidage transversal pouvant prévenir une instabilité latérale de l'anneau comprimé ;
    • la possibilité de réaliser les éléments de liaison comportant des tiges filetées s'insérant dans la structure tubulaire des anneaux et sur lesquelles sont engagés des écrous venant en appui sur ladite structure ;
    • un embâcle, lié à l'écoulement présent dans la buse, restant limité.
  • De préférence, le procédé est mis en oeuvre avec plusieurs anneaux de soutènement espacés le long de l'ouvrage.
  • Les anneaux sont indépendants et de préférence disposés régulièrement le long de la zone à renforcer, de préférence en étant mis en place dans des gorges annulaires de celle-ci. L'espacement entre anneaux successifs est de préférence choisi en fonction de la capacité et de la sollicitation estimée de la zone à renforcer et/ou à mettre en sécurité.
  • Le nombre d'arceaux par anneau de soutènement est choisi en fonction de la géométrie de l'ouvrage à renforcer. Il peut être de deux ou mieux trois, comme mentionné ci-dessus, mais l'invention n'est pas limitée à un nombre particulier, et le nombre d'éléments de liaison peut être augmenté pour s'adapter à une géométrie plus variée de la section annulaire équipée. Celui-ci peut être supérieur à trois, étant par exemple compris entre 2 et 6, en considérant que les sections traitées ne présentent que très rarement plus de trois zones de courbure marquée sur leur périphérie.
  • De préférence, chaque arceau est relié à ses extrémités à un élément de liaison permettant de régler l'écartement entre les arceaux.
  • Les éléments de liaison, encore appelés joints, sont de préférence montés de façon amovible sur les arceaux pour permettre de les transporter séparément. Un anneau de soutènement peut comporter au moins un élément de liaison permettant de régler l'écartement et au moins un élément de liaison n'offrant pas cette possibilité, dont le rôle est simplement de permettre l'assemblage sur site des anneaux de soutènement afin de réduire leur encombrement au transport. Dans le cas où deux arceaux sont destinés à être reliés entre eux à une extrémité sans possibilité de réglage de leur écartement, on peut par exemple réaliser une liaison de ces arceaux par emboîtement de l'un dans l'autre en donnant à leurs extrémités des formes adaptées (tulipage), ou utiliser comme élément de liaison un simple manchon dans lequel les tubes sont insérés, ou encore un goujon emmanché dans les tubes à assembler
  • De préférence, tous les éléments de liaison sont identiques pour tous les anneaux de soutènement, et de préférence tous permettent un réglage de l'écartement entre les arceaux adjacents. Ainsi, on peut régler précisément les contraintes appliquées par chaque anneau de soutènement, ce réglage tenant compte par exemple de la forme initiale de l'ouvrage dans le plan de contact avec l'anneau et de la contrainte à exercer.
  • Chaque élément de liaison peut comporter une tige filetée et deux écrous engagés sur celle-ci, la tige étant insérée dans les tubes des arceaux et les écrous venant en appui à l'extrémité de ceux-ci, l'écartement entre les tubes étant imposé par l'espacement avec lequel les écrous sont positionnés sur la tige.
  • Au moins un outil écarteur peut être utilisé pour mettre en charge les anneaux, puis retiré après réglage du ou des éléments de liaison. Des butées peuvent être réalisées sur les arceaux pour aider à écarter les tubes à l'aide de l'outil écarteur prenant appui sur ces butées. Les écrous peuvent être positionnés sur la tige une fois les tubes écartés de la distance souhaitée. Cela facilite la mise en place des éléments de liaison avec l'écartement souhaité. Les butées sont par exemple formées par des plats soudés sur les tubes, et forment des ergots. Ces derniers sont positionnés de préférence pour éviter un contact avec la paroi de l'ouvrage. On peut encore réaliser les butées autrement, par exemple avec des manchons ou bagues fixés sur les tubes ou en formant des épaulements sur ces derniers.
  • Il est possible de munir un ou plusieurs anneaux de soutènement d'au moins une jauge de contrainte, ce qui offre l'avantage de permettre d'ausculter ensuite l'ouvrage renforcé pour surveiller son évolution, en relevant les valeurs de contrainte données par la ou les jauges en place.
  • La présence de jauges de contrainte au moment de la mise en place des anneaux peut également aider au réglage de l'écartement imposé par les éléments de liaison, de façon à obtenir une contrainte prédéfinie au sein des anneaux.
  • De préférence, les sections transversales de l'ouvrage sont de forme convexe vers l'extérieur, s'agissant de structures travaillant exclusivement en arcs comprimés. Les sections présentant des concavités liées à des déformations excessives de l'ouvrage ne pourront pas dans la plupart des cas être réparées par la seule installation des anneaux de soutènement. En effet, lorsque certaines sections de l'ouvrage sont sinistrées au point de présenter une section concave en certains points, signe d'une déformation excessive et d'un fonctionnement inapproprié, toute nouvelle augmentation de charge radiale aurait pour conséquence une augmentation de la déformation concave et par conséquent une aggravation du sinistre. De telles sections nécessitent une réparation particulière telle qu'un étaiement provisoire, une découpe, une dépose et une reconstruction des sections déformées, et dans ce cas les anneaux de soutènement ne sont utilisés que pour renforcer ou soulager une section déjà réparée.
  • L'invention a encore pour objet un système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, tel que défini ci-dessus.
  • Ce système comporte au moins un anneau de soutènement de forme adaptée à celle de l'ouvrage à renforcer, notamment d'une buse hydraulique telle que précitée, comportant au moins deux parties reliées par un élément de liaison permettant de régler l'écartement entre lesdites parties.
  • De préférence, le système comporte une pluralité de tels anneaux de soutènement.
  • De préférence, chaque anneau comporte au moins deux arceaux reliés par deux éléments de liaison dont l'un au moins permet de régler l'écartement entre les arceaux, et de préférence les deux le permettent.
  • L'un au moins des anneaux, voire tous les anneaux, peut comporter trois arceaux reliés deux à deux par un élément de liaison, l'un au moins des éléments de liaison, et de préférence tous les éléments de liaison d'un anneau, permettant de régler l'écartement entre les arceaux de cet anneau.
  • Au moins un, et mieux chaque élément de liaison permettant de régler l'écartement entre les arceaux, comporte de préférence une tige filetée et deux écrous engagés sur celle-ci, permettant de régler l'écartement entre les arceaux.
  • Dans certains cas, la tige filetée présente deux filetages inversés dont l'un dit à droite, l'autre dit à gauche, offrant un système de type « ridoir » produisant un écartement ou un rapprochement des deux écrous par simple rotation de la tige filetée, les deux écrous étant bloqués en rotation relativement aux arceaux adjacents.
  • Chaque anneau présente de préférence une section transversale tubulaire, notamment hors des éléments de liaison. Chaque arceau peut ainsi présenter une section tubulaire. De préférence la section tubulaire est circulaire. Le diamètre extérieur de la section tubulaire est par exemple compris entre 10 et 220 mm. L'épaisseur de la paroi du tube est par exemple comprise entre 1.5 mm et 25 mm.
  • De préférence, deux arceaux reliés par un élément de liaison permettant de régler l'écartement entre eux comportent à leurs extrémités adjacentes à l'élément de liaison des butées servant d'appui à un outil écarteur, utilisé pour mettre en charge l'anneau.
  • Ces butées se présentent de préférence sous la forme d'une paire d'ergots diamétralement opposés, et peuvent être formées en rapportant et en soudant des plats sur les tubes des arceaux.
  • Ces butées sont de préférence disposées de façon à ne pas venir en contact avec la paroi de l'ouvrage à renforcer ; elles sont ainsi disposées de préférence selon un plan perpendiculaire au plan de l'anneau lorsqu'elles se présentent par paires d'ergots diamétralement opposés.
  • Dans d'autres cas, ces butées sont disposées à l'intérieur de la courbure de l'arceau.
  • De préférence, le système comporte au moins une jauge de contrainte pour mesurer la charge d'un anneau, et de préférence chaque anneau comporte une telle jauge au moins.
  • Le système peut encore comporter au moins un outil écarteur qui est utilisé pour mettre en compression un anneau ; un tel outil comporte par exemple deux mâchoires configurées pour s'engager respectivement sur deux arceaux et venir en appui sur les butées précitées.
  • L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
    • La figure 1 est un schéma en blocs illustrant un exemple de procédé de consolidation selon l'invention,
    • la figure 2 est un exemple de relevé topographique de la buse à consolider,
    • la figure 3 est une coupe longitudinale partielle et schématique illustrant la mise en place d'anneaux de soutènement dans la buse,
    • la figure 4 représente un détail de la figure 3,
    • la figure 5 illustre un exemple de disposition d'arceaux au sein d'un anneau de soutènement,
    • les figures 6 et 7 représentent un exemple d'élément de liaison, avant et après mise en compression des arceaux associés,
    • les figures 8 et 9 illustrent de manière schématique un outil écarteur servant à agir sur les éléments de liaison, respectivement dans l'état initial et après actionnement, et
    • les figures 10 et 11 illustrent l'action de l'outil des figures 8 et 9 sur un élément de liaison.
  • L'invention s'applique entre autres à la consolidation de passages enterrés tels que des buses d'autoroute, formés d'un conduit C en tôle d'acier galvanisé ondulée tel qu'illustré schématiquement aux figures 3 et 4.
  • A la longue, les tôles peuvent subir sous l'effet de la poussée du terrain une déformation, notamment un affaissement localisé, ce qui génère un risque sur la sécurité de l'ouvrage et peut nuire à sa fonctionnalité.
  • Le procédé de consolidation selon l'invention comporte plusieurs étapes, comme illustré à la figure 1, dont la première 1 peut consister en une inspection de l'ouvrage à consolider afin d'en acquérir un relevé topographique.
  • Cette acquisition topographique peut s'effectuer de diverses façons, par exemple avec un scanner que l'on déplace le long de la conduite selon une trajectoire prédéfinie pour acquérir le relief de la surface intérieure de l'ouvrage sur plusieurs sections espacées les unes des autres. On procède également avantageusement à des relevés géométriques simples du remblai en place.
  • On peut par exemple disposer un rail de guidage le long d'une portion du passage, en l'alignant avec l'axe longitudinal de celui-ci, et faire circuler sur ce rail le scanner pour procéder à une acquisition sur 360° du relief dans plusieurs plans successifs perpendiculaires à l'axe longitudinal du passage. On peut encore procéder à un scan 3D autrement et à la limite effectuer un relevé manuel plus sommaire, notamment dans certaines situations d'urgence.
  • De préférence, chaque plan d'acquisition correspond à un creux de la tôle ondulée ; on peut ainsi avoir une pluralité de plans d'acquisition dont l'espacement correspond au pas entre deux creux consécutifs de la tôle.
  • Bien entendu, lorsque plusieurs acquisitions du relief sont effectuées dans le prolongement les unes des autres, on procède à une mise en correspondance des données de chaque acquisition de façon à rectifier les décalages éventuels d'une acquisition à l'autre.
  • On peut s'aider pour l'acquisition de repères, constitués par exemple par des cibles disposées dans le passage, dont les coordonnées sont connues à la fois dans le référentiel du passage et dans celui du scanner.
  • On obtient après cette étape 1 d'acquisition un relevé topographique qu'il est possible de représenter en relief par exemple sous la forme illustrée à la figure 2.
  • On voit sur cette figure que dans l'exemple illustré la buse présente un affaissement D qu'il convient de traiter.
  • L'invention met en oeuvre des anneaux de soutènement 10 de forme initiale prédéfinie, représentés schématiquement aux figures 3 et 4, qui sont installés dans le passage de façon à s'appliquer sur sa paroi pour s'opposer à un affaissement de celle-ci, voire modifier sa forme en appliquant des contraintes. Ces dernières dépendent de la géométrie observée et de la déformation que l'on souhaite imposer.
  • Ces anneaux 10 sont avantageusement mis en place individuellement au niveau de chaque gorge annulaire formée par un creux de la tôle C, ce qui assure un positionnement axial stable sans qu'il y ait besoin de relier mécaniquement les anneaux autrement entre eux.
  • Chaque anneau de soutènement 10 comporte un ou plusieurs arceaux 11 et au moins un élément de liaison 20, visible sur la figure 6, qui est disposé au niveau d'une interruption de l'anneau de façon à permettre d'y introduire une contrainte de compression une fois en place sur l'ouvrage.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 5, chaque anneau de soutènement 10 comporte trois arceaux 11 formés chacun d'un tube de section circulaire, cintré sur mesure en fonction de la géométrie de l'ouvrage là où il est destiné à être installé et des contraintes à appliquer.
  • Une fois installé, les arceaux 11 épousent sensiblement le profil de la paroi de l'ouvrage, de façon à pouvoir exercer sur cette paroi les contraintes recherchées.
  • Ainsi, le procédé selon l'invention comporte une étape 2 de fabrication sur mesure des arceaux 11, après acquisition topographique et calcul des contraintes à appliquer à la paroi au moyen des anneaux de soutènement 10.
  • Ce calcul peut être effectué de façon automatisée par un ordinateur, en appliquant la théorie des anneaux comprimés telle que décrite par Klöppel et Glock dans Klöppel, K., et D. Glock. : Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den Traglastproblemen biegeweicher, in die Erde eingebetteter Rohre (en langue allemande: Institut für Statik und Stahlbau der Technischen Hochschule Darmstadt, Darmstadt, Allemagne, 1970) qui permet de connaître la redistribution des contraintes dans un anneau comprimé.
  • L'invention tire parti de la grande flexibilité relative de la paroi de la buse vis-à-vis du remblai. La position finale d'équilibre de la paroi est telle que celle-ci soit soumise à une compression simple en tous ses points. La raideur du système de renforcement constitué selon l'invention par les anneaux de soutènement, reste en cohérence avec la raideur initiale de la paroi de la buse, ce qui assure la stabilité vis-à-vis du flambement.
  • Le calcul de courbure à donner aux arceaux peut tenir compte de l'absence d'inversion de courbure dans les zones courantes, d'une hauteur de couverture de la buse par le matériau du remblai comprise de préférence entre 0,5 m et 12,8 m et du choix pour le remblai de matériaux ayant de préférence un module d'élasticité Es supérieur ou égal à 40 MPa.
  • Les calculs de dimensionnement des arceaux sont menés en respectant la théorie de l'anneau comprimé mentionnée ci-dessus.
  • Les anneaux de soutènement et la structure existante de la buse gardent des fonctionnements mécaniques relativement indépendants, de sorte que les anneaux induisent des actions extérieures, exerçant des poussées radiales venant soulager les sections de buse traitées, sans modifier la relative souplesse mécanique de la buse enterrée.
  • Il est à noter que si la connaissance de la géométrie du remblai permet un dimensionnement plus fin de la géométrie des anneaux, il est déjà possible d'obtenir un renforcement pouvant répondre de façon satisfaisante à une situation d'urgence, en se fondant uniquement sur la géométrie de la buse. Les sections et la densité des anneaux pourront alors être dimensionnées en sécurité par comparaison simple avec la capacité théorique de la buse existante.
  • Le dimensionnement à capacité équivalente de la buse existante peut amener à sur-dimensionner les anneaux de renfort. Les données de géométrie et de nature du remblai sont utiles pour évaluer la descente de charges et dimensionner plus finement les anneaux de renfort afin d'optimiser le coût des travaux. Ces données sont généralement disponibles chez les maitres d'ouvrage demandeurs. Par exemple les données concernant la nature des sols et les hauteurs de remblai au droit de chacune des sections concernées, permettront d'évaluer plus finement la charge agissant sur la section de buse et l'anneau de renfort associé.
  • De préférence, une fois la forme de chaque arceau ainsi déterminée ainsi par calcul, le logiciel génère un plan et/ou un fichier de commande d'une machine de découpe et cintrage automatique des tubes pour leur donner la forme recherchée.
  • Tous les composants des anneaux sont de préférence galvanisés à chaud.
  • Chaque arceau peut être identifié par une impression ou tout autre marquage de façon à faciliter son repérage et positionnement ultérieur au sein de l'ouvrage à consolider. Tous les arceaux 11 peuvent être spécifiques chacun à la section du passage où ils sont destinés à être installés. On a par exemple chaque anneau de soutènement qui est constitué par un triplet spécifique d'arceaux installé dans une gorge correspondante de la tôle.
  • Au moins une partie des anneaux de soutènement peut comporter des arceaux de même forme. Ainsi, dans une variante, on utilise pour réaliser les anneaux de soutènement plusieurs séries d'arceaux, avec au sein de chaque série des arceaux de même forme. Par exemple, on utilise une série d'arceaux de même forme pour constituer tous les arceaux supérieurs des anneaux de soutènement, et/ou pour constituer tous les arceaux latéraux gauches, respectivement droits.
  • Les arceaux 11 sont reliés entre eux par des éléments de liaison 20 qui n'ont pas été représentés à la figure 5 mais qui sont visibles sur les figures 6 et 7.
  • Sur ces figures, seules les portions de tube à l'extrémité des arceaux 11, reliées par l'élément de liaison 20, ont été représentées.
  • L'élément de liaison 20 comporte dans l'exemple illustré une tige filetée 21 sur laquelle sont engagées deux écrous 22 de blocage. La tige filetée 21 est de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur des tubes constitutifs des arceaux 11, et de longueur choisie pour permettre d'écarter les arceaux d'une distance suffisante pour induire la post-compression recherchée.
  • Par exemple, le diamètre des tiges filetées 21 est compris entre 5 et 50 mm et leur longueur entre 50 et 500 mm
  • Lors de la mise en place des arceaux 11 d'un anneau de soutènement 10, à l'étape 3 du procédé dont les étapes sont rappelées à la figure 1, les écrous 22 sont proches, comme illustré à la figure 6, ce qui permet de rapprocher les arceaux 11 les uns des autres pour les installer dans la gorge correspondante de la tôle.
  • Ensuite, les écrous 22 de chaque élément de liaison peuvent être éloignés l'un de l'autre pour maintenir écartés les arceaux 11 correspondants et assurer l'immobilisation de l'anneau dans la gorge.
  • En écartant davantage les arceaux 11, on génère au sein de ceux-ci des contraintes de compression et une poussée sur la paroi du passage.
  • Il est possible d'agir directement sur les écrous 22 pour écarter les arceaux 11 mais le frottement des écrous 22 sur les tubes peut rendre l'opération difficile.
  • Il est préférable de s'aider d'outils écarteurs 30 tels qu'illustrés schématiquement aux figures 8 et 9.
  • Chaque outil 30 comporte par exemple, comme illustré, deux mâchoires 31 et un mécanisme d'écartement 32 de celles-ci, représenté très schématiquement aux figures 8 et 9. Ce mécanisme peut être de tout type, manuel ou non, à vis, hydraulique ou pneumatique.
  • Par exemple, l'outil écarteur comporte un vérin à vis qui déplace lorsqu'actionné une came, laquelle provoque par effet de coin l'écartement des mâchoires 31.
  • Chaque mâchoire 31 présente une encoche 33 semi-circulaire, de diamètre adapté à l'emboîtement sur le tube d'un arceau 11, comme illustré aux figures 10 et 11.
  • On peut munir chaque tube à ses extrémités de deux butées 12 diamétralement opposées, formées par exemple chacune par un plat allongé selon l'axe longitudinal du tube et soudé sur celui-ci.
  • Chaque mâchoire prend appui sur les deux butées 12 du tube engagé dans l'encoche 33, ce qui permet d'exercer une force sur le tube tout en laissant l'écrou 22 libre. Une fois l'écartement souhaité entre les arceaux 11 atteint, on peut amener en les vissant les écrous 22 au contact des extrémités 14 des tubes, comme illustré à la figure 11, ce qui empêche tout rapprochement ultérieur des arceaux 11. On peut ensuite rapprocher les mâchoires et enlever l'outil 30. Ce processus de mise en compression des anneaux de soutènement correspond à l'étape 4 du procédé sur la figure 1.
  • De préférence, les anneaux sont équipés de jauges de contrainte, par exemple extensométriques. Ces jauges sont de préférence installées par collage sur les anneaux en plusieurs points, à proximité des joints ou éléments de liaison 20, avant leur mise en charge. On a désigné par la référence 16 sur la figure 5 une telle jauge, représentée de façon extrêmement schématique.
  • En complément, les outils écarteurs de mise en compression sont munis de capteurs (pression hydraulique, déplacement, extension) permettant de mesurer l'effort appliqué par l'outil dans le joint ou élément de liaison 20. La comparaison des efforts de compression issus de cette mesure d'une part, de ceux déduits de la mesure effectuée avec la jauge extensométrique 16 d'autre part, permet une vérification et une correction éventuelle de la mesure de jauge.
  • L'invention n'est pas limitée au renforcement d'une buse hydraulique enterrée, par exemple dans un remblai d'ouvrage routier, et s'applique à d'autres ouvrages similaires.
  • Les éléments de liaison peuvent être constitués par des joints réalisés autrement. Par exemple, les éléments de liaison peuvent comporter un système de tiges télescopiques installé dans les extrémités tubulaires des arceaux adjacents. D'autres systèmes sont possibles, comme ceux faisant appel à des cales constituées de tubes entretoise ouverts, de section en U.

Claims (18)

  1. Procédé de renforcement d'un ouvrage tel qu'une buse, comportant les étapes consistant à :
    - procéder à un relevé de la géométrie de l'ouvrage à renforcer
    - réaliser au moins en fonction de ce relevé des anneaux de soutènement (10) de dimensions adaptées, chaque anneau de soutènement étant fermé par au moins un élément de liaison (20) imposant un écartement ajustable entre deux régions adjacentes de l'anneau reliées par cet élément de liaison,
    - régler l'écartement entre lesdites régions adjacentes pour mettre en compression l'anneau au contact de l'ouvrage.
  2. Procédé selon la revendication 1, chaque anneau de soutènement (10) comportant au moins deux arceaux (11) reliés par des éléments de liaison (20), dont l'un au moins permet de régler l'écartement entre les arceaux.
  3. Procédé selon la revendication 2, au moins une partie des anneaux de soutènement (10), mieux la totalité d'entre eux, étant réalisée avec trois arceaux (11) et trois éléments de liaison (20) reliant les arceaux entre eux, au moins l'un de ces éléments de liaison (20) permettant de régler l'écartement entre les arceaux adjacents, et de préférence chacun des éléments de liaison (20) le permettant.
  4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, chaque anneau (10) comportant trois arceaux (11).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la section transversale des anneaux étant tubulaire, au moins en dehors des éléments de liaison (20), la section tubulaire étant de préférence circulaire.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant mis en oeuvre avec plusieurs anneaux de soutènement espacés le long de l'ouvrage, ces anneaux (10) étant de préférence mis en place dans des creux de la paroi de l'ouvrage lorsque celle-ci est ondulée.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins un outil écarteur (30) étant utilisé pour mettre en charge les anneaux, puis retiré après réglage du ou des éléments de liaison (20).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on munit un ou plusieurs anneaux de soutènement (10) d'au moins une jauge de contrainte (16), et l'on ausculte ensuite l'ouvrage renforcé pour surveiller son évolution, en relevant les valeurs de contrainte données par la ou les jauges en place.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la forme avec laquelle chaque anneau (10) est fabriqué étant définie par calcul, notamment à partir d'un modèle théorique d'anneau comprimé, de façon à ce que l'anneau épouse au mieux la forme de la paroi de l'ouvrage renforcé sur laquelle il s'appuie une fois mis en compression.
  10. Procédé selon la revendication 9, la forme avec laquelle chaque anneau (10) est fabriqué faisant intervenir la forme d'un remblai sous lequel l'ouvrage est réalisé.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on choisit au moins un matériau dans lequel les anneaux sont réalisés au moins en partie en fonction de celui d'une paroi de l'ouvrage, et de préférence on utilise de l'acier galvanisé lorsque ladite paroi est en acier galvanisé.
  12. Système de renforcement d'un ouvrage, notamment une buse, comportant au moins un anneau de soutènement (10) de forme adaptée à celle de l'ouvrage à renforcer, comportant au moins deux parties reliées par un élément de liaison (20) permettant de régler l'écartement entre lesdites parties.
  13. Système selon la revendication 12, comportant une pluralité d'anneaux de soutènement (10), chaque anneau comportant au moins deux arceaux (11) reliés par deux éléments de liaison (20), dont l'un au moins permet de régler l'écartement entre les arceaux, les arceaux (11) étant de préférence réalisés en acier galvanisé.
  14. Système selon la revendication 13, l'un au moins des anneaux, mieux tous les anneaux, comportant chacun trois arceaux (11) reliés deux à deux par un élément de liaison (20), l'un au moins des éléments de liaison, et de préférence tous les éléments de liaison, permettant de régler l'écartement entre les arceaux.
  15. Système selon l'une des revendications 13 et 14, au moins un, et mieux chaque élément de liaison permettant de régler l'écartement entre les arceaux comportant une tige filetée (21) et deux écrous (22) engagés sur celle-ci, permettant de régler l'écartement entre les arceaux (11).
  16. Système selon la revendication 15, deux arceaux (11) reliés par un élément de liaison permettant de régler l'écartement entre eux comportant à leurs extrémités adjacentes à l'élément de liaison des butées (12) servant d'appui à un outil écarteur (30), utilisé pour mettre en charge l'anneau.
  17. Système selon la revendication 16, les butées (12) se présentant sous la forme d'ergots diamétralement opposés.
  18. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, l'un au moins des anneaux (10) étant muni d'au moins une jauge de contrainte (16).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR1299443A (fr) * 1961-09-06 1962-07-20 Bochumer Eisen Heintzmann Perfectionnements apportés aux cadres de soutènement pour couloirs d'abattage de mines
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