FR2612988A1 - Structure de tunnel pour recouvrir une voie routiere ou ferroviaire encaissee - Google Patents

Abstract

LA STRUCTURE PROCURE UNE AERATION NETTEMENT AMELIOREE ET ELLE PERMET D'AMENAGER DES PARCS AU-DESSUS OU DE CONSTRUIRE DES IMMEUBLES. DANS CE DERNIER CAS, LES COLONNES 26 DE LA STRUCTURE DE TUNNEL PEUVENT ETRE UTILISEES POUR SUPPORTER L'IMMEUBLE. LA STRUCTURE DE TUNNEL COMPREND DES STRUCTURES DE SOUTIEN ET UNE PLURALITE DE POUTRES DE TOIT 11, SUPPORTEES PAR LESDITES STRUCTURES DE SOUTIEN, ET CHEVAUCHANT LA VOIE ENCAISSEE. CHAQUE POUTRE 11 COMPREND UNE DALLE LONGITUDINALE 12 ET UNE PAIRE D'AILES LONGITUDINALES ECARTEES 13, VERTICALES ET DIRIGEES VERS LE HAUT, CHAQUE AILE 13 ETANT ECARTEE DU BORD LONGITUDINAL VOISIN DE LA DALLE 12 ET S'ETENDANT SUR LA LONGUEUR DE CETTE DERNIERE. LES DALLES 12 SONT ECARTEES D'UNE DISTANCE SUFFISANTE POUR PERMETTRE A L'AIR DE PASSER ENTRE. DES DALLES LONGITUDINALES DE FERMETURE 16 SONT PLACEES SUR LES SOMMETS DES AILES 13 DE DALLES 12 VOISINES, DANS LE SENS DES POUTRES 11, POUR FORMER DES CONDUITS ENTRE AILES VOISINES DE POUTRES VOISINES.

Description

La présente invention concerne une structure de tunnel et, plus

particulièrement, une structure pour couvrir une voie routière ou ferroviaire encaissée, de manière à former un tunnel et/ou enfermer une voie routière ou ferroviaire etc., ou construire au-dessus, à la surface. On construit une voie routière ou ferroviaire encaissée en creusant une tranchée dans le sol et en construisant la chaussée au fond de cette dernière. Les voies routières ou ferroviaires (on ne parlera que de voie routière encaissée pour désigner les deux dans la suite) sont quelquefois construites dans des zones fortement urbanisées pour écouler le trafic lourd et bruyant. L'encaissement réduit sensiblement les bruits du trafic au niveau du sol le long de la voie routière, car ils sont retenus par les parois latérales. La construction d'une telle voie routière est généralement beaucoup moins onéreuse que la construction d'un tunnel. Aux croisements, les ponts au-dessus de la voie routière encaissée peuvent être construits au

niveau du sol, ce qui réduit leur coût.

On a remarqué, cependant, qu'une voie routière encaissée fait apparaitre un problème important. Elle forme une coupure dans le tissu urbain, qui sépare rigoureusement les quartiers de chaque c8té. Comme, en réalité, les quartiers de chaque côté sont reliés uniquement aux carrefours, o il y a souvent un important trafic, il est difficile et quelquefois dangereux pour les piétons de traverser d'un c8té à l'autre de la voie routière encaissée. La voie routière encaissée forme également une entaille visuelle, et on remarque qu'elle limite pour les piétons l'accès à des aménagements, tels que des parcs, etc.,

qui se trouvent de l'autre c8té.

Les problèmes se compliquent si la voie routière est au niveau du sol. Non seulement le bruit du trafic est élevé, mais les piétons ne peuvent traverser que là o sont construits des ponts piétonniers

ou routiers chers, ou aux échangeurs.

On a remarqué que les voies express de centre -ville étaient un fléau urbain qui affectait toute la qualité d'une cité entière. En plaçant la voie express sous terre, on permet à la cité de créer un

nouvel espace, un nouveau planning et un nouveau milieu urbain.

L'impact positif sur l'atmosphère sociale dans son ensemble peut être énorme, améliorant la qualité de vie et la valeur foncière. Quand il arrive que le noyau urbain se trouve près d'un front d'eau ou d'un parc, la possibilité d'adjoindre ces zones à la cité est un avantage

supplémentaire important.

Enfermer ces voies express dans un tunnel souterrain est le moyen idéal d'éliminer le bruit, la pollution de l'air et l'inesthétisme. Les voies express souterraines permettent des croisements sans ouvrages de franchissement chers et couvrant beaucoup de terrain. Il existe des voies express encaissées non couvertes, telles que le Boulevard Decarie et la rue de la Place de Ville à Montréal, Quebec, ou le Boulevard Périphérique à Paris, France. Ces voies express encaissées ont permis des croisements au niveau du sol, mais les problèmes de bruit, de pollution de l'air et d'inesthétisme

sont toujours présents.

Cependant, couvrir une voie routière encaissée implique de construire des ponts de longueur importante qui peuvent être hors de prix et soulèvent plusieurs problèmes, dont certains sont propres aux tunnels. Un tel problème concerne l'expulsion des produits polluants

de l'air, tels que le monoxyde de carbone.

Les tunnels sont répertoriés normalement en trois catégories auxquelles correspondent trois niveaux de normalisation de ventilation: les tunnels courts, ventilés naturellement, les tunnels de longueur moyenne, partiellement ventilés, avec des dispositifs d'aération dits semitransversaux, et les longs tunnels (c'est-à-dire au-delà de 1 000 mètres) qui nécessitent des aérations totalement mécanisées, qu'on appelle dispositifs d'aération totalement transversaux. Des dispositifs d'aération pour des tunnels de différentes longueurs sont décrits dans le Manuel d'Applications de 1982, chapttre 13, "Enclosed vehicular facilities", paragraphe 13.1 à

13.7, auquel le lecteur pourra se référer.

Les tunnels courts sont ventilés naturellement, sans séparation entre les sens de trafic, et la ventilation est assistée par l'effet

piston des véhicules en mouvement.

Les tunnels de longueur moyenne sont ventilés naturellement. Le tunnels est formé de deux parties séparées, de sorte qu'il y a un seul sens de trafic dans chaque tunnel, et l'effet piston du trafic est assisté par des ventilateurs aspirant et refoulant l'air au milieu du

tunnel, par de grandes ouvertures dans le toit.

Les longs tunnels nécessitent une ventilation entièrement mécanisée, uniformément répartie dans le tunnel. De l'air frais est amené à la base, près des pots d'échappement des véhicules pour un effet de dilution maximal. L'air vicié est extrait au plafond. Une quantité d'air suffisante doit être fournie en cas d'incendie et pour la sécurité des personnes dans une telle situation. Il doit être prévu des méthodes pour détecter et maîtriser les dangers d'incendie ou les 3 dangers dûs au monoxyde de carbone, et des méthodes pour communiquer

avec les personnes dans le tunnel.

Les exigences énoncées ci-dessus pour de longs tunnels sont très difficiles à mettre en oeuvre car on doit insérer des conduits d'aération uniformément répartis, à pas plus de dix mètres d'intervalle, dans la construction du tunnel. Les solutions usuelles consistent à construire un troisième tunnel entre les deux tunnels de circulation pour satisfaire les exigences d'aération, ou à construire un double toit et des doubles parois en béton pour loger le système de conduits d'aération. La surface dans le tunnel doit être extrêmement résistante pour supporter, pendant des dizaines d'années, l'effet corrosif d'émissions très destructrices, et il faut donc utiliser une

double structure de béton onéreuse.

Quand les tunnels sont creusés dans le sol, leurs parois sont classiquement lisses de façon à permettre à l'air de passer le long de ces dernières avec le minimum de frottement. Cependant, quand une voie routière encaissée doit être couverte, on utilise les techniques de pontage classiques avec poutres transversales disposées en travers de la voie pour supporter le toit. De telles poutres font obstacle au flux d'air et provoquent de la turbulence, qui entrave considérablement l'écoulement de l'air. Par conséquent, le problème de l'aération est complexe. Les longs tunnels, en particulier, nécessitent une ventilation uniformément répartie, qui n'est pas

possible s'il y a de la turbulence.

Si on essaie de suspendre un plafond lisse entre les poutres de la structure en pont pour réduire la turbulence de l'air, le toit du tunnel s'en trouve abaissé, ce qui peut augmenter les risques pour les

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automobilistes sur la voie couverte, en raison de l'accumulation de gaz corrosifs nocifs. Si on utilise un système à double toit et doubles parois pour gagner de la résistance, la dépense est

considérablement augmentée et le toit du tunnel est encore plus bas.

Pour construire une structure en pont sur une voie routière encaissée, on doit utiliser des échafaudages, ce qui nécessite la fermeture de la voie et donc l'interruption du trafic pendant la période de construction. Pour maintenir la sécurité, la voie routière

doit être prévue plus profonde.

Si la structure en pont doit être recouverte de terre, par exemple pour former un parc, la totalité de la surface supérieure doit être pavée pour empêcher la boue de traverser et de ruisseler sur les voies de circulation. Si on envisage de planter des arbres, la hauteur de terre audessus du pont doit être suffisante pour contenir les racines. De plus, la structure de toit en pont doit avoir une résistance suffisante pour supporter le poids de la terre, des arbres, etc. Si une hauteur importante de terre doit être prévue pour loger les racines d'arbres et, qu'en même temps, on désire éviter l'apparition d'un mammelon allongé au- dessus de la voie routière couverte et maintenir la surface de la terre de couverture au même niveau que de chaque côté de la voie, et ne pas l'élever sensiblement, la voie doit encore être prévue plus profonde. Donc pour unifier les zones urbaines de chaque c8té de la voie routière, le coût et la

complexité qu'elle entratne sont considérablement augmentés.

La présente invention consiste à prévoir une structure pour former un long tunnel à partir d'une voie routière encaissée ou encore d'une voie routière à la surface, ladite structure facilitant sensiblement les problèmes mentionnés ci-dessus. La structure présente des surfaces lisses à l'intérieur du tunnel, ce qui réduit sensiblement la turbulence qui peut être provoquée par des poutres transversales en saillie. Alors que de manière usuelle, les conduits d'aération sont répartis à dix mètres d'intervalle, selon la présente invention, ils se trouvent tous les trois mètres. Il en résulte une capacité d'aération nettement supérieure aux normes et, donc, une

meilleure qualité de l'air et une production réduite de gaz corrosifs.

Tous les conduits sont en béton, y compris les poutres en béton qui sont doublées et les principaux conduits d'arrivée et d'évacuation d'air. Nulle part dans le système d'aération, on n'utilise du métal

qui peut se corroder.

La structure unique de toit de tunnel comporte également en elle-même des espaces pour le passage de conduites, etc., pour les équipements municipaux et pour des immeubles construits au-dessus. Ces mêmes espaces peuvent contenir des dispositifs d'écoulement des eaux et de la terre sur une hauteur suffisante pour construire et aménager

des parcs.

La structure de toit unique, qui comporte en elle-même une infrastructure, fournit une solution de configuration basse qui réduit sensiblement la hauteur totale d'une structure de tunnel totalement

transversale, ce qui évite de devoir rabaisser la chaussée.

De préférence, on utilise une surface de plafond en résine lisse pour faciliter l'écoulement d'air et réduire l'accumulation de résidus de fumées d'échappement. Toutes les surfaces à l'intérieur du tunnel

peuvent être nettoyées au moyen d'une autopompe.

Une construction en une seule couche suffit, sans conduits d'aération séparés, etc. Le système de paroi unique préfabriquée utilisé dans un exemple de réalisation de l'invention procure une distribution uniforme d'air frais au niveau des tuyaux d'échappement des véhicules, sur les deux c8tés du tunnel et au milieu, pour une plus grande dilution des gaz d'échappement. Les conduits d'air frais sont continus et leur taille

est deux fois celle des couloirs de sortie et d'évacuation.

La structure procure des couloirs pour l'éclairage et les services essentiels, et permet aussi une maintenance sans que le

personnel ait à pénétrer dans le tunnel lui-même.

La structure est entièrement préfabriquée, permettant la construction de tunnels au-dessus de chaussées existantes sans interrompre le trafic. Le travail de préfabrication est fait hors du site. La mise en place peut avoir lieu en période creuse, durant la nuit quand il est possible de réduire le nombre de voies de circulation pour faire le travail. Les échafaudages et le gros-oeuvre

sur le site sont totalement éliminés.

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La présente invention est appropriée pour être réalisée de pair avec une structure d'immeuble de grande largeur à deux façades permettant de construire des immeubles au-dessus de ces tunnels de voies express à des prix qui rendent les deux entreprises économiquement viables. La structure permet une hauteur importante de terre au-dessus du toit de la voie routière encaissée, suffisante pour que les racines des grands arbres puissent se développer. De plus, la hauteur totale entre le niveau du sol et la surface du plafond de la voie routière encaissée est sensiblement moins importante qu'auparavant, à tel point qu'il n'y a pas besoin de rabaisser une chaussée existante. De plus, encore, le niveau du sol au-dessus de la voie routière encaissée ne sera pas sensiblement plus haut, dans une installation courante, que le niveau de chaque c8té de la voie. L'invention permet donc l'unification des zones urbaines de chaque c8té de la voie avec, par exemple, un parc sur un c8té, et la possibilité pour les piétons de passer sans problème d'un c8té à l'autre, et permet aussi d'éliminer

l'aspect inesthétique et le bruit de la voie routière encaissée.

Comme la hauteur de terre au-dessus du toit de la voie routière peut être sensiblement moindre qu'en utilisant les techniques antérieures, la hauteur de plafond au-dessus de la chaussée peut être

augmentée, tout en maintenant des normes de sécurité satisfaisantes.

Avec une hauteur de terre moindre, le poids à supporter par le toit est réduit, ce qui diminue les résistances mécaniques nécessaires et

le poids des éléments de toit et des colonnes qui les supportent.

De plus, la présente invention peut être utilisée pour couvrir des voies routières au niveau du sol, pour former des tunnels qui peuvent être surmontés d'immeubles et/ou remplis et recouverts de terre pour former des parcs, qui peuvent réunir les parties du tissu urbain de chaque c8té des voies. Dans ce dernier cas, un arrangement judicieux peut virtuellement éliminer l'apparition d'une longue

colline monolithique au-dessus de la voie.

Les éléments structurels utilisés pour couvrir la voie et soutenir le toit sont des poutres en béton précontraint d'une forme particulière et spécialement orientées qui, tout en formant le toit,

constituent en elles-mêmes des canaux d'aération.

Il appara1t également que la présente structure réduit sensiblement le coût de couverture d'une telle voie par rapport aux

structures classiques.

En raison de la nature de la structure, dans un exemple de réalisation de l'invention, les poutres utilisées pour maintenir le toit de la voie couverte peuvent aussi se prolonger vers le haut pour former la structure d'un immeuble. Donc, non seulement on peut prévoir des parcs au-dessus de la voie pour réunir les zones urbaines de chaque c8té, mais on peut y construire également des immeubles

i0 commerciaux de valeur.

La structure ci-dessus est prévue dans un exemple de réalisation de l'invention qui est une structure de tunnel comprenant une structure de soutien le long des deux c8tés d'une voie routière et une pluralité de poutres de toit parallèles, supportées par la structure de soutien, chevauchant la voie. Chaque poutre de toit comprend une dalle longitudinale et une paire d'ailes longitudinales écartées l'une de l'autre, verticales et dirigées vers le haut, chaque aile étant écartée du bord longitudinal voisin de la dalle et s'étendant sur la longueur de la dalle. Les dalles longitudinales sont écartées l'une de l'autre d'une distance permettant à l'air de passer entre elles. Une dalle de fermeture longitudinale est posée sur les sommets des ailes de dalles voisines, dans le sens des poutres, pour former un conduit entre ailes voisines de poutres voisines. Les surfaces inférieures des

dalles longitudinales forment le plafond du tunnel.

La structure de soutien des poutres de toit est disposée le long de la voie routière encaissée et les poutres de toit sont placées en travers. Donc, l'air poussé dans le tunnel par le trafic automobile ou par les ventilateurs peut passer dans le conduit, par les fentes entre les ailes voisines de dalles voisines. Comme les fentes sont écartées d'une distance égale à la largeur des poutres de toit, par exemple 3 m, il y a une diminution sensible de pression dans le tunnel du fait

de l'air passant dans les conduits.

Les conduits communiquent avec des conduits qui sont intégrés dans la structure de soutien sur les côtés de la voie routière, qui, à leur tour, communiquent avec des conduits rejoignant la surface du sol. D'autres conduits longitudinaux le long de la voie routière, à bas niveau, communiquent avec des conduits débouchant à la surface du

sol, pour amener de l'air frais dans le tunnel.

L'espace entre les ailes verticales des poutres de toit peut être rempli de terre. Donc, les sommets des ailes des poutres peuvent arriver plus près de la surface du sol qu'on pouvait l'espérer autrement; ainsi, des racines de grands arbres peuvent descendre jusqu'à la profondeur nécessaire entre les ailes des poutres. Ceci permet d'avoir la surface du sol beaucoup plus basse qu'auparavant en

utilisant les techniques antérieures.

On comprendra mieux l'invention en se référant à la description

suivante d'un exemple de réalisation préféré, ladite description étant

faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: les Figs. 1A et lB sont respectivement des vues schématiques en coupe transversale et en coupe longitudinale d'un tunnel pour une voie routière encaissée, construit selon l'art antérieur, la Fig. 2 est une vue en perspective montrant des détails d'un premier exemple de réalisation de l'invention, partiellement désassemblé, la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne X-X de la Fig. 1, montrant des détails de la présente invention, la Fig. 4 est une vue partielle montrant des détails d'un deuxième exemple de réalisation de l'invention, la Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une partie d'un tunnel construit selon le second exemple de réalisation, la Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale de la partie de tunnel de la Fig. 5, montrant des détails, la Fig. 7 est une vue en coupe d'une poutre de plafond de la présente invention montrant certains détails supplémentaires, et la Fig. 8 est une vue en perspective d'un autre exemple de réalisation de l'invention montrant un immeuble partiellement

construit sur le tunnel.

Le tunnel 1, Figs. lA et lB, est construit selon une technique connue qui consiste à recouvrir une voie routière encaissée 2 dans laquelle circulent des automobiles 3. Un toit imperméable à l'eau 4 est supporté par des poutres 5 réparties le long de la voie. Bien qu'on ait représenté des poutres uniques en I pour supporter le toit, de telles poutres sont quelquefois doublées. On peut utiliser aussi des poutres en T en béton précontraint, des poutres en caisson, etc. Le toit 4 est souvent en béton coulé, en dalles de béton, etc. Une couche de terre 7, de hauteur importante, recouvre le toit 4 afin que l'on puisse y planter de grands arbres. Si la couche de terre n'est pas profonde, les racines des grands arbres ne peuvent pas s'y loger. On peut alors planter seulement de petits arbustes et de l'herbe. Dans ce cas, il peut apparaître de grands espaces sans obstacles, que le vent balaie et dont l'esthétique n'est pas plaisante. Sur le plan esthétique, il est important de prévoir des parcs avec des arbres, de grands arbustes, etc., au-dessus du tunnel,

ce qui nécessite une hauteur de terre importante.

Les automobiles 3 circulant sur la voie routière 2 poussent devant elles de l'air 8, représenté par les séries d'arcs, dans le sens des flèches. De plus, des fumées d'échappement s'accumulent

derrière les automobiles.

L'air est rendu turbulent par les poutres 5 et change de direction comme l'indiquent les flèches de turbulence 9. La pression s'en trouve sensiblement augmentée localement et il se forme en haut du tunnel des poches de fumées d'échappement. Des conduits verticaux traversant le plafond du tunnel sont généralement prévus pour

réduire la pression et amener de l'air frais de l'extérieur.

Il apparaît qu'en raison de la turbulence, le nombre de conduits nécessaires pour réduire la pression et évacuer les poches de fumées d'échappement reviennent à très cher, particulièrement quand il faut

des ventilateurs auxiliaires.

Prévoir des poutres en caisson n'élimine pas la difficulté. En installant un faux-plafond sous les poutres 5, on augmente le flux laminaire dans le tunnel, mais on y réduit le volume d'air. Donc, le taux de fumées d'échappement nocives par m3 d'air augmente, et le nombre de conduites ou la vitesse de l'air nécessaire pour diminuer la

pression augmente.

Pour réaliser une ventilation dans un dispositif entièrement transversal et pour éviter la corrosion, on doit utiliser des

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structures en béton à doubles parois avec des ventilateurs auxiliaires. Le plafond est donc sensiblement abaissé, comme on l'a

expliqué ci-dessus.

Pour augmenter la quantité d'air dans le tunnel avec ce type de plafond surbaissé, la chaussée doit être creusée plus profondément, ce qui augmente considérablement le coût du tunnel et interrompt le

trafic pendant de longues périodes.

La Fig. 2 illustre la structure de base, en partie assemblée, de l'exemple de réalisation préféré de l'invention. On se référera également à la Fig. 3 qui est une vue en coupe longitudinale selon la ligne X-X de la Fig. 2. Des poutres de toit 11 chevauchent la voie routière encaissée, supportées par des structures de soutien qui

seront décrites dans la suite.

On notera que la Fig. 2 illustre une partie d'un tunnel de voie routière divisé (par exemple une moitié, un tiers, un quart), correspondant au trafic dans un sens; le trafic dans le sens opposé sera couvert par une structure identique adjacente. En variante, la structure de la Fig. 2 peut être divisée par une séparation centrale longitudinale. Pour une voie ferrée ou une voie piétonne, il n'y a pas besoin de séparation. La fonction principale de la séparation entre les voies de circulation est de séparer les écoulements d'air dans les

deux sens.

Chaque poutre de toit 11 est formée d'une dalle longitudinale 12 et d'une paire d'ailes longitudinales 13 écartées l'une de l'autre, dirigées vers le haut. Les ailes sont écartées des bords longitudinaux 14 de la dalle et vont, de préférence, d'un bout à l'autre de la dalle. Les dalles sont écartées l'une de l'autre pour former des

fentes 15 par o l'air peut passer.

Une dalle longitudinale de fermeture 16 est posée sur les sommets des ailes adjacentes de dalles voisines, dans la direction des poutres, pour former des conduits 17 entre les ailes adjacentes des poutres voisines. Pour la clarté du dessin, seules deux dalles de

fermeture 16 sont montrées à la Fig. 2.

En variante, les poutres de toit peuvent être fabriquées avec une section en U ouvert du U vers le haut. Les dalles de fermeture 16 sont placées sur les ailes adjacentes des poutres voisines, comme

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précédemment. Cependant, dans ce cas, des plaques de fermeture ou d'autres moyens peuvent être utilisés pour obturer partiellement les intervalles entre les poutres au niveau des bases de ailes adjacentes des poutres voisines, laissant des fentes suffisamment larges pour que l'air puisse passer dans l'espace entre les ailes des poutres

voisines, formant encore des conduits pour amener l'air sur les c8tés.

Les conduits ne doivent pas être grands au point de produire de la

turbulence dans la partie de tunnel.

On remarque donc que le fond de la dalle ou de la poutre en U qui fait face au tunnel forme un plafond lisse, permettant à l'air de s'écouler sans obstacle dans le tunnel. De plus, l'air que les véhicules poussent devant eux pénètre dans les fentes 15 entre les poutres de toit et s'écoule dans les conduits vers le c8té o il est traité comme on le décrira dans la suite. Comme les fentes 15 se répètent à intervalles très courts, distantes seulement de la largeur d'une poutre classique (c'est-àdire 3 m), de l'air et des gaz et fumées d'échappement à pression élevée sont aisément collectés et peuvent s'échapper du tunnel, sans qu'on ait besoin de les pousser à l'extrémité de ce dernier ou vers des conduits verticaux très espacés

dont les bouches d'entrée sont limitées.

Les poutres de support forment donc elles-mêmes les conduits d'aération. Comme le montre mieux la Fig. 3, de la terre 18 recouvre les poutres de toit. La terre rentre dans le creux existant entre les ailes de chaque poutre, et recouvre également les dalles de fermeture 16. On voit que la profondeur de la terre entre les ailes des poutres de toit est sensiblement plus importante qu'au-dessus des dalles de fermeture. Par conséquent, des arbres ayant des racines profondes peuvent être plantés dans la terre entre les ailes et des plantes aux racines plus courtes, telles que de l'herbe, dans la terre recouvrant les dalles de fermeture 16. Donc, la présente invention permet à la fois d'avoir un plafond lisse dans le tunnel et une hauteur de terre au-dessus du plafond sensiblement moindre que dans l'art antérieur, bien que logeant les racines de grands arbres, et, en même temps, la

ventilation est améliorée, un grand volume d'air étant collecté.

On notera que l'espace entre les ailes de chaque poutre de toit peut servir de canal pour l'eau de pluie ou d'irrigation. Comme les poutres de toit sont, de préférence, en béton pré-contraint, l'eau s'écoulera naturellement dessus. Cependant, de la brique ou du gravier de drainage 19 peuvent être enterrés près des surfaces supérieures des poutres de toit pour former des canaux dans lesquels l'eau passera facilement. Si, en raison du climat, une isolation est nécessaire, la totalité de la surface supérieure des poutres de toit 11 et des

plaques de fermeture 16 peut être recouverte d'une couche isolante 20.

Celle-ci peut consister, par exemple, en des panneaux de mousse de polyuréthane comportant, de préférence, une couche imperméable à l'eau, ou recouverts de cette dernière qui peut être en néoprène, par

exemple.

On remarquera également à la Fig. 3 qu'une dalle de fermeture 21 peut être posée sur les ailes de la même poutre de toit pour former un caisson longitudinal 22, plut8t que de remplir l'espace avec de la terre. Un tel caisson peut être utilisé comme conduit auxiliaire de transfert d'air, comme conduit utilitaire, etc. La Fig. 3 illustre aussi l'emplacement d'une allée piétonne 23 placée dans la terre sur une base de gravier 24. L'allée peut être chauffée par transfert de chaleur à partir du conduit 22 si on le désire. En se référant à nouveau à la Fig. 2, la structure de soutien préférée pour les poutres de toit comporte des poutres longitudinales à section en U ouvert vers le haut. Les poutres de soutien sont disposées le long des c8tés opposés de la voie routière encaissée, les poutres de toit étant posées en travers sur les poutres de soutien opposées, jusqu'à leurs bords externes. Il apparalt donc que les faces inférieures des dalles 12 forment des surfaces de fermeture pour les poutres 25, sauf à l'endroit des fentes 15. Les extrémités des poutres de toit 10 et les extrémités des fentes 15 doivent naturellement être fermées au moyen de bouchons d'extrémité ou autres structures de tunnel (non montrées). On voit maintenant que les poutres de soutien 25 forment des conduits d'aération qui communiquent avec les conduits 17 dans les poutres de toit par l'intermédiaire des fentes 15. L'air qui est amené dans les parties centrales des fentes 15 par l'effet piston du trafic ou par les extracteurs s'écoule donc des conduits 17 dans les conduits formés par les poutres 25 et les faces inférieures

des dalles 12.

Il y a plusieurs moyens d'entratner l'air canalisé dans les poutres 25. A des intervalles appropriés, des manches à air ouverts à la surface peuventcroiser les conduits formés par les poutres 25 et communiquer avec eux, une évacuation étant ainsi réalisée. D'autres conduits peuvent pomper de l'air frais dans les poutres 25. On décrira

de telles structures en détail dans la suite.

Les poutres 25 sont supportées par des colonnes à section en U 26. De préférence, les poutres 25 ne se touchent pas, de façon à ce que les conduits formés puissent ainsi communiquer avec l'intérieur des colonnes 26. Pour illustrer la construction, une colonne 26A est représentée non finie alors qu'une colonne 26B comporte un élément de fermeture longitudinal 27 recouvrant pratiquement la partie ouverte de la poutre, l'élément de fermeture comportant une grille 28 à sa base pour permettre à l'air de sortir de l'intérieur. Les fentes entre les

poutres 25 peuvent 8tre fermées avec des plaques 29.

Il apparaît donc qu'un dispositif de conduits complet est établi pour le passage de l'air pompé par des extracteurs ou par l'effet piston des véhicules circulant dans le tunnel, qui entre dans les conduits 17 par les fentes 15, passe dans les conduits formés par les poutres 25 et les faces inférieures des dalles 12. On peut remettre l'air en circulation en le canalisant dans des conduits formés par les colonnes 26 et des éléments de fermeture 27, pour qu'il sorte par les grilles 28. En variante, l'air dans le conduit formé par la poutre 25 peut être évacué dans l'atmosphère, ou de l'air frais peut arriver dans la poutre 25 qui le dirige dans la colonne 26, d'o il sort par la grille 28 au niveau du tuyau d'échappement des véhicules. On peut utiliser divers plans de ventilation, simplement en obturant les

poutres 25 au moyen de cloisons en des endroits appropriés.

Pour amener de l'air frais ou évacuer de l'air pollué, on utilise, de préférence, des colonnes verticales 30 à section en U, réparties régulièrement le long du tunnel. La dalle de fermeture 16 est raccourcie de la largeur des ailes de la colonne 30. De

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préférence, la colonne 30 se trouve juste à l'aplomb d'une des colonnes 26. La colonne 30 est fermée au moyen d'un élément de fermeture 31 dont seule une partie est représentée pour la clarté du dessin. Un ventilateur peut être utilisé pour amener l'air frais dans le dispositif de conduits à partir d'une autre colonne identique à la colonne d'évacuation 30 alors que l'air vicié monte dans la colonne d'évacuation 30 sous l'effet de la pression causée par le trafic. Une certaine quantité d'air de remplacement peut être aspiré dans le dispositif de conduits d'air frais sous l'effet de la pression d'air

produite par le trafic.

On remarquera que, par exemple, le dispositif de conduits formé par les poutres 25 et les colonnes 26 divisant la voie routière peut être utilisé pour distribuer de l'air frais, si les poutres 25 du diviseur sont fermées à l'endroit des fentes 15 et ouvertes aux colonnes d'entrée d'air frais 30, alors que le dispositif de conduits formé par les poutres 11 et 25 sur les côtés de la voie peut être utilisé pour évacuer l'air du tunnel si les poutres 25 sur les c8tés

sont fermées aux colonnes 26 et ouvertes aux colonnes d'évacuation 30.

Des rampes d'éclairage 32 et/ou des pavés de céramique ou autre matériau résistant aux fumées, au carburant et aux autres produits corrosifs provenant des gaz d'échappement peuvent être placés sur les parois du tunnel, de façon à éclairer la route et à fermer le tunnel

entre les deux sens de circulation.

A la Fig. 4, un autre exemple de réalisation de la structure de soutien est montrée. Les poutres de toit 11 et les poutres de soutien sont les mêmes qu'à la Fig. 2. Cependant, dans cet exemple de réalisation, les poutres de soutien 25 sont portées par des poutres à section en U 34 qui sont disposées longitudinalement directement sous

les poutres 25, lesdites poutres 34 formant des passages piétonniers.

De préférence, pour augmenter leur résistance, les poutres 34 sont en voQte et la partie ouverte du U est orientée vers le bas. La hauteur des jambes des poutres 34 doit être suffisante pour permettre au personnel 35 de passer dans la poutre. De préférence, l'intérieur de la poutre est éclairé et comporte des sorties à des endroits appropriés qui se trouvent dans la ou les jambes des poutres 34 ou

dans les intervalles entre les extrémités des poutres.

Les poutres 34 sont portées par d'autres poutres 36 à section en U ouvert vers le bas. Les poutres 36 sont placées longitudinalement sous les poutres 34. En même temps, le sommet des poutres 36 forme un plancher sur lequel on marche entre les jambes des poutres 34. Les poutres 36 reposent sur une fondation 37 qui obture leur c8té ouvert. De cette manière, un autre conduit longeant la voie routière est formé, qui peut alors être utilisé pour amener de l'air frais par des conduits convenablement placés, par exemple aux intervalles entre les - extrémités des poutres 36 dans le tunnel, au niveau des pots d'échappement des véhicules, alors que les conduits formés par l'intérieur des poutres 25 peuvent être utilisés pour évacuer l'air du tunnel par les colonnes d'évacuation 30, Fig. 2. De l'air frais peut être introduit dans les poutres 36 par un prolongement d'une colonne d'entrée d'air identique à la colonne d'évacuation 30. Cette structure

est représentée schématiquement aux Figs. 5 et 6.

La Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'un tunnel de chaussée encaissée à huit voies de circulation, soit quatre voies dans chaque sens. La structure de soutien pour les poutres de toit est celle de la Fig. 4. L'air frais, représenté par les flèches 37, sort des conduits formés par les poutres 36, lequel air frais rentre par les colonnes 30 communiquant directement avec les poutres 36, ou bien par une colonne intermédiaire 26 qui ne communique pas avec les

poutres 25.

L'air pollué, représenté par les flèches 38, monte par les fentes 15, Fig. 6, dans les conduits formés par les poutres 11 et rejoint les conduits formés par les poutres 25. L'air circule dans les poutres 25 et sort du tunnel par les conduits formés par les colonnes

d'évacuation 30, Fig. 2.

Des lampes 32 peuvent être montées sur les parois des poutres 34 à l'intérieur du tunnel pour éclairer celui-ci. Ceci permet l'entretien des lampes auxquelles on accède de l'intérieur de la poutre, par des ouvertures dans les jambes ou parois de cette dernière. La Fig. 7 est une vue en coupe d'une poutre 11 montrant certains détails supplémentaires préférés. De préférence, le bord de la poutre au vent adjacent à chaque fente est en biseau, comme montré en 39,

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pour que le bord de la poutre voisine forme un aspirateur dans le sens du trafic. Ainsi, l'air poussé par le trafic automobile entre plus

efficacement dans les fentes 15 et les conduits 17.

Comme on l'a mentionné plus t8t, il est préférable que les poutres soient fabriquées en béton précontraint. Il est naturellement souhaitable qu'elle soient traitées de façon connue pour rejeter les produits polluants provenant des produits chimiques d'échappement à l'intérieur du tunnel (en recouvrant leur surface inférieure avec une résine, par exemple) et des constituants et composants de la terre au-dessus qui peuvent entrer en contact avec les poutres (en recouvrant leur surface supérieure de néoprène, par exemple). De préférence, également, on insère des coussins anti-vibration entre les poutres de toit et les poutres de soutien et/ou entre les poutres de

soutien 25 et les colonnes verticales 26.

La Fig. 7 illustre également une structure auxiliaire qui augmente l'utilité de l'invention. Une structure de soutien de cl8ture préfabriquée 40 repose par une partie de soutien 41 sur le bord supérieur d'une des ailes de poutre de toit 11, ladite partie 41 étant reliée à une partie d'ancrage 42 qui porte contre un bord de la poutre 11 pour la stabilité et est enterrée dans la terre. La partie d'ancrage, qui porte contre le bord de la poutre de toit et est enterrée, forme un appui contre le mouvement latéral de la structure de soutien de cl8ture ou la rotation de la partie de soutien 41. Une cl8ture 43 s'élève à partir du bloc support 41, au-dessus du niveau du sol. Naturellement, la partie 42 peut être prévue pour porter contre

une autre partie de la poutre 11.

Ainsi, la cl8ture au-dessus du niveau du sol 7 est solidement

supportée et ancrée à la structure.

La Fig. 8 illustre la structure d'une partie de la charpente d'un immeuble à plusieurs étages construit au-dessus du tunnel précédemment décrit, montrée partiellement assemblée pour la clarté du dessin. Les colonnes 50 sont attenantes aux colonnes 26 afin que le poids de l'immeuble soit transmis directement à une fondation 37 sous les colonnes 26. Le rez-de-chaussée de l'immeuble peut être supporté directement par les dalles de fermeture 16, si on le désire. Des dalles de plancher en béton précontraint peuvent être posées directement sur les dalles de fermeture 16 et peuvent former en réalité les dalles de fermeture elles- mêmes. Ces dalles peuvent être

utilisées comme plancher d'un garage pour l'immeuble, par exemple.

Les colonnes 50 peuvent être formées par des poutres pleines de section carrée ou rectangulaire ou, de préférence, par des poutres à section en U. Des saillies 51, coulées sur les c8tés des colonnes, supportent des poutres horizontales 52 dont quelques-unes sont montrées en place. Les dalles de plancher en béton précontraint (non montrées) peuvent être supportées par les poutres horizontales 52. Le

reste de la structure de l'immeuble découle de ce qui précède.

De préférence, les jonctions des colonnes 50 et des colonnes 26 sont réalisées par l'intermédiaire de la base des poutres horizontales

ou, en variante, en effectuant des découpes dans les poutres 25.

L'écoulement d'air peut se faire d'une poutre 25 à la poutre 25

voisine par des trous réservés à la fabrication dans les colonnes 50.

Les poutres de toit 11 sont disposées tout le long du tunnel, sous l'immeuble et au-delà. Seules quelques poutres de toit ont été

représentées pour la clarté du dessin.

De préférence, on utilise des colonnes 50 à section en U, de sorte qu'on peut y faire passer des équipements, ainsi que dans les poutres horizontales 52 si elles ont aussi une section en U.

L'ouverture du U peut naturellement être fermée hermétiquement.

La structure d'immeuble peut dépasser sur les c8tés du tunnel o

elle est alors supportée par des fondations classiques.

Ainsi, on peut recouvrir une chaussée encaissée ou non pour former un tunnel, en prévoyant des parcs plantés d'arbres et un passage facile pour les piétons d'un c8té à l'autre. En même temps, des immeubles commerciaux de valeur peuvent être construits au-dessus du tunnel, en utilisant une grande partie des éléments structurels de celui-ci pour former l'immeuble lui-même ou le supporter. Donc, un espace précédemment inutilisable peut être employé commercialement sans avoir à construire des structures en porte-à-faux importantes et spéciales ou de grandes structures en pont audessus de la chaussée

pour supporter l'immeuble.

Comme, de préférence, les éléments de contruction principaux de l'invention sont préfabriqués en béton précontraint, on comprendra qu'ils peuvent tous être levés au moyen de de grues et qu'il n'y a pas besoin d'échafaudage ni d'autres formes de béton. La chaussée peut donc rester en service pendant la période de construction et, de plus,

le coût de construction est diminué.

Un homme de l'art ayant pris connaissance de l'invention peut concevoir diverses variantes ou autres exemples de réalisation. Par exemple, là o les exigence de résistance le permettent, les dalles de toit 12 peuvent être prévues sans ailes verticales. A la place, une structure longitudinale à section en U peut être placée, avec AO l'ouverture dirigée vers le bas, à cheval sur la fente entre dalles

voisines pour former le conduit.

D'autres plaques à fentes, en béton précontraint ou en matériau résistant à la corrosion, tel que de l'acier inoxydable, peuvent

recouvrir les intervalles entre les poutres pour définir les fentes.

Des aspirateurs d'air près des fentes peuvent également être fixés aux poutres sous le vent, pour amener l'air dans les fentes et,

donc, dans les conduits.

Des paires d'ailes disposées verticalement, maintenues par des attaches, peuvent également être utilisées. Elles sont couvertes par une plaque supérieure pour former le conduit au-dessus de chaque fente. D'autres variantes et exemples de réalisation sont possibles en fonction d'une exigence particulière. Ils sont considérés comme étant

dans le champ de la présente invention, défini dans les revendications

jointes.

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Claims (13)

REVENDICATIONS

1) Structure de tunnel comportant des structures de soutien pour un toit de tunnel sur les c8tés opposés d'une voie routière passant dans le tunnel, ledit toit étant formé d'une pluralité de dalles longitudinales placées parallèlement, supportées par la structure de soutien et chevauchant la voie, caractérisée en ce que les dalles sont écartées de manière à former des intervalles entres elles et en ce qu'un caisson longitudinal coiffe chaque intervalle pour former une pluralité de conduits au-dessus desdites dalles, un moyen étant prévu

pour communiquer avec lesdits conduits afin d'en évacuer l'air.

2) Structure de tunnel selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dalle de toit (12), pour former une poutre de toit (11), comporte une paire d'ailes longitudinales (13) écartées l'une de l'autre, verticales et dirigées vers le haut, chaque aile (13) étant écartée du bord longitudinal (14) de la dalle et s'étendant sur la longueur de celleci, les dalles (12) étant écartées d'une distance suffisante pour permettre à l'air de passer entre elles, et en ce qu'il est prévu des dalles longitudinales de fermeture (16) placées chacune au-dessus des sommets des ailes de dalles voisines (12), dans le sens desdites poutres, pour former lesdits caissons au-dessus

desdits intervalles.

3) Structure de tunnel selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dalles de toit comportent des ailes verticales de manière à former des poutres de toit (11) à section en U ouvert vers le haut, les poutres étant écartées les unes des autres, et en ce qu'une dalle de fermeture (16) est disposée sur les sommets des ailes adjacentes de poutres voisines, sur toute leur longueur, pour former lesdits caissons, un moyen étant prévu pour fermer partiellement l'intervalle entre les poutres aux bases des ailes, ledit intervalle étant suffisamment ouvert pour permettre à l'air de passer dans ledit

caisson.

4) Structure de tunnel selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen pour fermer partiellement ledit intervalle est formé par un prolongement à l'arrière d'une des poutres, fermant

partiellement ledit intervalle.

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) Structure de tunnel selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen pour fermer partiellement ledit intervalle est formé

par une plaque à fente recouvrant l'intervalle entre lesdites poutres.

6) Structure de tunnel selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque poutre et le moyen pour fermer partiellement ledit

intervalle sont fabriqués ensemble en béton précontraint.

7) Structure de tunnel selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisée en ce que les structures de soutien sont disposées le long des c8tés et le long de la séparation entre les sens de circulation dans le tunnel, et en ce que les poutres (11) chevauchent le tunnel et sont supportées à leurs extrémités par les structures de soutien. 8) Structure de tunnel selon la revendication 1 à 7, caractérisée en ce que les structures de soutien sont formées de poutres de soutien (25) à section en U ouvert vers le haut, s'étendant le long des c8tés et, éventuellement, de la séparation entre les sens de circulation dans le tunnel, afin que la partie ouverte de l'espace entre les ailes de poutres de toit voisines (11) communique avec l'intérieur du U des poutres de soutien (25) pour former des conduits

transversaux communiquant avec des conduits longitudinaux.

9) Structure de tunnel selon la revendication 8, caractérisée en ce que la structure de soutien comporte encore des colonnes verticales à section en U (26) supportant les extrémités des poutres de soutien adjacentes (25) , les poutres de soutien (25) étant écartées afin que l'intérieur de ces dernières communique avec l'intérieur des colonnes (26), les colonnes ayant l'ouverture du U en partie fermée pour que l'air puisse s'y écouler jusqu'à des sorties débouchant dans le tunnel. ) Structure de tunnel selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la structure de soutien comporte encore des conduits supplémentaires (30) reliant l'extérieur, au-dessus des

poutres de toit (11), et l'intérieur des poutres de soutien (25).

11) Structure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée

en ce que de la terre remplit l'espace entre lesdits caissons et recouvre ces derniers, afin qu'entre lesdits caissons, l'eau puisse

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être canalisée et que les racines de grandes plantations puissent se

développer dans le sol.

12) Structure de tunnel selon l'une des revendications 1 à 10,

caractérisée en ce que de la brique ou du gravier de drainage recouvre la base de l'espace entre lesdits caissons, et en ce que de la terre remplit ledit espace et recouvre lesdits caissons, afin qu'entre ces derniers, l'eau puisse être canalisée (13) et que les racines de

grandes plantations puissent se développer.

13) Structure de tunnel selon la revendication 8, caractérisée en ce que la structure de soutien comporte encore des poutres à section en U (34) formant des passages piétonniers, disposées en dessous des poutres de soutien (25) et les supportant au moins en partie, les jambes des poutres (34) étant dirigées vers le bas et ayant une

hauteur interne suffisante pour qu'une personne puisse passer entre.

14) Structure de tunnel selon la revendication 13, caractérisée en ce que les poutres (34) comportent des lampes pour éclairer le

tunnel sur la face externe d'au moins une jambe.

) Structure de tunnel selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en que la structure de soutien comporte d'autres poutres à section en U (36) supportant les poutres (34), dont les jambes sont dirigées vers la base du tunnel, afin de former un conduit horizontal, et dont le sommet forme un plancher pour les passages des poutres (34). 16) Structure de tunnel selon la revendication 9, caractérisée en ce que la structure de soutien comporte une structure d'immeuble au-dessus du tunnel, dont les colonnes de soutien sont portées par

lesdites colonnes verticales (26).

17) Structure de tunnel selon la revendication 9, caractérisée en ce que la structure de soutien comporte des colonnes verticales de charpente d'immeuble à section en U (50) supportées par lesdites colonnes verticales (26) et des poutres latérales de charpente (52) portées par les colonnes (50) pour supporter les planchers d'un

immeuble au-dessus du tunnel.

18) Structure de tunnel selon l'une des revendications 3, 4 ou 5,

caractérisée en ce que le bord (39) du moyen au vent pour fermer partiellement ledit intervalle est chanfreins vers le haut pour former

un aspirateur d'air avec le bord voisin du moyen sous le vent.