FR2717197A1 - Overpass or Underpass structure in concrete used for vehicles or pedestrians - Google Patents
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Abstract
Description
OUVRAGES-CADRES ; LEUR PROCEDE DE MONTAGE
La présente invention concerne les ouvrages-cadres et un procédé pour assurer leur montage.FRAMEWORKS; THEIR MOUNTING PROCESS
The present invention relates to framework works and a method for ensuring their mounting.
De tels ouvrages sont couramment utilisés pour la réalisation de passages inférieurs permettant le passage de véhicules ou de piétons en partie inférieure et/ou supérieure de l'ouvrage, de galeries de visite et de galeries pour le passage de canalisations, de canaux couverts pour l'écoulement des eaux ou pour réaliser un passage d'eaux par exemple sous une chaussée, ou encore de constructions à usages multiples, d'ouvrages de soutènement et de coffrage pour exécution de puits, etc. Such structures are commonly used for the realization of underpasses allowing the passage of vehicles or pedestrians in the lower and / or upper part of the structure, inspection galleries and galleries for the passage of pipes, covered canals for the flow of water or to carry out a passage of water, for example under a roadway, or for multi-purpose constructions, retaining and formwork structures for the execution of wells, etc.
Les differentes techniques actuellement connues pour la réalisation de ces ouvrages, et leurs inconvénients respectifs sont les suivants
Dans le cas des ouvrages coulés en place, la durée du chantier est importante car on doit attendre le durcissement du béton pour la mise en service ; en outre, le suivi qualitatif est assez délicat et la réalisation est soumise aux aléas des chantiers.The various techniques currently known for the realization of these works, and their respective disadvantages are the following
In the case of structures poured in place, the duration of the work is important because we have to wait for the hardening of the concrete for commissioning; in addition, the qualitative monitoring is quite delicate and the implementation is subject to the vagaries of the sites.
Dans le cas où les cadres sont préfabriqués en usine, ils doivent respecter le gabarit routier de 2 m 50 de hauteur et de largeur, et en outre les moules sont généralement complexes et onéreux ; le poids unitaire des éléments peut être important, ce qui nécessite des moyens de levage puissants sur le chantier. Enfin le stockage des cadres occupe un espace important dans l'unité de production. In the case where the frames are prefabricated in the factory, they must respect the road gauge of 2.50 m in height and width, and furthermore the molds are generally complex and expensive; the unit weight of the elements can be significant, which requires powerful lifting means on the site. Finally, the storage of frames occupies an important space in the production unit.
On peut également envisager de livrer les ouvragescadres en éléments séparés qui sont assemblés sur le chantier, mais de tels assemblages nécessitent un positionnement très précis des divers éléments ainsi que de compléter l'ouvrage par un coulage de béton in situ, ce qui la encore augmente la durée du chantier à cause du délai de prise du béton. We can also consider delivering the framework works in separate elements which are assembled on site, but such assemblies require very precise positioning of the various elements as well as completing the structure by pouring concrete in situ, which further increases it. the duration of the site because of the setting time of the concrete.
Enfin on connaît également les conduits circulaires, semi-circulaires ou ovoïdes en une ou plusieurs pièces, mais ils nécessitent des technologies de fabrication, de montage et d'ajustage très précises et onéreuses. Finally, circular, semi-circular or ovoid conduits in one or more pieces are also known, but they require very precise and expensive manufacturing, mounting and adjustment technologies.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients des techniques antérieures, et à cet effet, un ouvrage-cadre selon l'invention, notamment en béton, est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tronçon ou d'un assemblage de tronçons aboutés dont chacun est constitué de deux éléments préfabriqués en L, opposés l'un à l'autre de façon à constituer un cadre globalement rectangulaire, les extrémités libres des ailes des deux éléments étant reliées l'une à l'autre par une liaison d'appui. The object of the present invention is to remedy these drawbacks of the prior techniques, and for this purpose, a framework structure according to the invention, in particular made of concrete, is characterized in that it consists of a section or of an assembly of butted sections each of which consists of two prefabricated L-shaped elements, opposite one another so as to constitute a generally rectangular frame, the free ends of the wings of the two elements being connected to each other by a support link.
Ainsi, on peut réaliser des ouvrages-cadres dont les dimensions peuvent aller au-delà du gabarit routier et qui peuvent être livrés avec les moyens de transport habituels. Thus, one can make framework works whose dimensions can go beyond the road gauge and which can be delivered with the usual means of transport.
Les éléments préfabriqués en L peuvent avoir des épaisseurs variables, adaptées aux nécessités de résistance aux efforts auxquels ils sont soumis.The L-shaped prefabricated elements can have variable thicknesses, adapted to the requirements of resistance to the stresses to which they are subjected.
Un tel cadre, constitué de deux éléments préfabriqués en L et opposés l'un à l'autre, d'inerties variables, présentera donc deux encastrements aux extrémités d'une des diagonales du cadre, l'angle de chaque L étant parfaitement rigide, tandis qu'aux extrémités de l'autre diagonale du cadre, on pourra prévoir que la liaison d'appui est constituée par une articulation ou par tout système approprié, ayant des degrés de liberté adaptés aux calculs. On pourra prévoir par exemple un système d'emboîtement empêchant tout glissement d'une des ailes par rapport à l'autre, cet emboîtement pouvant être par exemple de forme semi-circulaire ou à tenons. Such a frame, consisting of two prefabricated L-shaped elements opposite to each other, of variable inertia, will therefore have two recesses at the ends of one of the diagonals of the frame, the angle of each L being perfectly rigid, while at the ends of the other diagonal of the frame, provision may be made for the support link to be constituted by a hinge or by any suitable system, having degrees of freedom adapted to the calculations. We can provide, for example, an interlocking system preventing any sliding of one of the wings relative to the other, this interlocking being for example of semicircular shape or with studs.
En variante, ladite liaison d'appui est pourvue d'un joint ou plaque compressible assurant l'étanchéité à la jonction et pouvant participer à la rotation de l'appui, cette étanchéité par écrasement de joint étant obtenue par le poids propre des éléments. As a variant, said support link is provided with a compressible seal or plate ensuring the seal at the junction and capable of participating in the rotation of the support, this seal seal crushing being obtained by the self-weight of the elements.
Selon une autre variante, ladite liaison d'appui est rigide, étant bloquée par un mortier coulé en place entre des fers imbriqués prévus en attente aux extrémités des ailes des éléments et servant d'éléments de liaisonnement. According to another variant, said support link is rigid, being blocked by a mortar cast in place between overlapping bars provided waiting at the ends of the wings of the elements and serving as connection elements.
Selon encore une autre variante, ladite liaison d'appui est munie de fixations par barres de scellement ou par boulon d'une des parties, vissé dans une douille de l'autre partie. According to yet another variant, said support link is provided with fixings by sealing bars or by bolt of one of the parts, screwed into a socket of the other part.
L'invention concerne encore un procédé de montage des ouvrages-cadres conformes à l'invention, c'est-à-dire un procédé d'assemblage des tronçons précités sur place ou en usine. Ce procédé sera décrit plus bas, avec référence au dessin dans lequel
- la figure 1 représente en coupe transversale un tronçon d'ouvrage-cadre conforme à l'invention ;
- la figure 2 représente en coupe transversale une liaison d'appui superieure articulée en L avec joint vertical et plaque compressible horizontale d'étanchéité
- la figure 3 représente en coupe transversale une liaison d'appui supérieure à rotule à emboîtement avec joint compressible d'étanchéité et de rotation
- la figure 4 représente une liaison d'appui supérieure à fers imbriqués liés par un mortier
- les figures 4a et 4b représentent des variantes de liaison d'appui inférieures du même genre
- la figure 5 représente une liaison d'appui supérieure à barre de scellement
- la figure 5a représente une liaison d'appui supérieure à boulon vissé
- la figure 6 représente en perspective un ouvragecadre conforme à l'invention, constitué de trois tronçons aboutés
- la figure 6a est une vue en coupe selon la ligne
A-A de la figure 6 ; et
- la figure 7 représente un puits réalisé conformé ment à l'invention.The invention also relates to a method of assembling framework structures according to the invention, that is to say a method of assembling the aforementioned sections on site or in the factory. This process will be described below, with reference to the drawing in which
- Figure 1 shows in cross section a section of frame work according to the invention;
- Figure 2 shows in cross section an upper support link articulated in L with vertical joint and compressible horizontal sealing plate
- Figure 3 shows in cross section an upper support ball joint socket with compressible seal and rotation
- Figure 4 shows an upper support link with nested irons linked by a mortar
- Figures 4a and 4b show variants of lower support link of the same kind
- Figure 5 shows an upper support link to sealing bar
- Figure 5a shows an upper support link with screwed bolt
- Figure 6 shows in perspective a framework according to the invention, consisting of three butted sections
- Figure 6a is a sectional view along the line
AA of Figure 6; and
- Figure 7 shows a well produced in accordance with the invention.
Sur la figure 1, le tronçon d'ouvrage-cadre est constitué de deux éléments de béton préfabriqués en L, à savoir un élément inférieur 1 et un élément supérieur 2, opposés l'un à l'autre pour constituer un tronçon de forme générale rectangulaire. Les encastrements 3 situés aux extrémités d'une des diagonales du cadre peuvent être renforcés par des goussets 4. A l'extérieur et à la partie supérieure des pieds-droits 5 peuvent être prévus des corbeaux 6 servant d'appuis pour des dalles de transition 7 pouvant servir de quais, de trottoirs, etc., reposant par exemple sur des remblais 8. In FIG. 1, the section of framework work is made up of two precast L-shaped concrete elements, namely a lower element 1 and an upper element 2, opposite one another to constitute a section of general shape rectangular. The recesses 3 located at the ends of one of the diagonals of the frame can be reinforced by gussets 4. On the outside and at the upper part of the straight legs 5 can be provided crows 6 serving as supports for transition slabs 7 can be used as quays, sidewalks, etc., based for example on embankments 8.
Quant aux liaisons d'appui reliant les deux éléments 1 et 2 aux extrémités de l'autre diagonale, elles pourront être réalisées de différentes façons et de sorte, le cas échéant, à assurer l'étanchéité grâce à des joints appropriés, comme dans le mode de réalisation à emboîtement et articulation des figures 2 et 3 : plaque compressible 9, par exemple en néoprène, dans le mode de réalisation de la figure 2 ; joint rond 10 dans le mode de réalisation de la figure 3, ces joints étant comprimés par le poids de l'élément supérieur et pouvant participer à la rotation de l'appui. As for the support links connecting the two elements 1 and 2 to the ends of the other diagonal, they can be produced in different ways and so, if necessary, to ensure sealing by means of appropriate seals, as in the nesting and hinged embodiment of FIGS. 2 and 3: compressible plate 9, for example made of neoprene, in the embodiment of FIG. 2; round joint 10 in the embodiment of FIG. 3, these joints being compressed by the weight of the upper element and being able to participate in the rotation of the support.
Dans les modes de réalisation des figures 4 et 5, il peut s'agir d'une liaison rigide à fers croisés reliés par un mortier coulé en place 11 : fers 12 en attente à l'extrémité de la partie horizontale (dalle supérieure ou radier) de l'un des éléments, et fers 13 en attente à l'extrémité correspondante du pied-droit 5 de l'autre élément dans les modes de réalisation des figures 4, 4a et 4b ; fer en attente 14 du pied-droit 5 fixé dans un logement 15 de l'autre élément par coulée en place d'un mortier de scellement 16 dans le mode de réalisation de la figure 5 ; douille taraudée 17 noyée au coulage en extrémité de pied-droit 5 avec boulon 18 vissé dans cette douille, dont la tête 19 est en appui sur l'extrémité correspondante de l'autre élément, dans le mode de réalisation de la figure 5a. In the embodiments of FIGS. 4 and 5, it may be a rigid connection with crossed bars connected by a mortar cast in place 11: bars 12 awaiting at the end of the horizontal part (upper slab or slab ) of one of the elements, and irons 13 waiting at the corresponding end of the right foot 5 of the other element in the embodiments of Figures 4, 4a and 4b; standby iron 14 of the right foot 5 fixed in a housing 15 of the other element by casting in place of a sealing mortar 16 in the embodiment of Figure 5; threaded socket 17 embedded in the casting at the end of the right foot 5 with bolt 18 screwed into this socket, the head 19 of which bears on the corresponding end of the other element, in the embodiment of FIG. 5a.
A la figure 6 on a représenté un ouvrage-cadre conforme à la présente invention, constitué de trois tronçons T aboutés et emboîtés par leurs extrémités. Le chant antérieur en L des éléments inférieurs 1 de chaque tronçon est conformé en redan, de sorte qu'une partie interne verticale 20 de ce chant est située dans un plan décalé vers l'intérieur du tronçon par rapport au plan de la partie verticale externe 21 de ce chant. Pour le chant antérieur en L des éléments supérieurs 2 de chaque tronçon, également conformé en redan, la disposition est inverse, à savoir que c'est la partie externe 22 de ce chant qui est située dans un plan décalé vers l'intérieur du tronçon par rapport au plan de la partie interne 23 de ce chant. Ces décalages étant identiques, la partie verticale 21 de l'élément inférieur 1 est dans le même plan que la partie verticale 23 de l'élément supérieur 2, et la partie verticale en retrait 20 de l'élément inférieur 1 est également dans le même plan que la partie verticale 22 de l'élément supérieur 2. In Figure 6 there is shown a framework according to the present invention, consisting of three sections T butted and nested by their ends. The anterior L-shaped edge of the lower elements 1 of each section is shaped in a step, so that a vertical internal part 20 of this edge is located in a plane offset towards the interior of the section relative to the plane of the external vertical part 21 of this song. For the anterior L-shaped edge of the upper elements 2 of each section, also shaped as a step, the arrangement is opposite, namely that it is the external part 22 of this edge which is located in a plane offset towards the inside of the section relative to the plane of the internal part 23 of this edge. These offsets being identical, the vertical part 21 of the lower element 1 is in the same plane as the vertical part 23 of the upper element 2, and the vertical recessed part 20 of the lower element 1 is also in the same plane as the vertical part 22 of the upper element 2.
Pour le chant postérieur des éléments du tronçon arrière, la disposition est complémentaire de celle qui vient d'être décrite, de sorte que les extrémités aboutées des tronçons successifs peuvent s'emboîter commodément. For the rear edge of the elements of the rear section, the arrangement is complementary to that which has just been described, so that the abutting ends of the successive sections can fit together conveniently.
En d'autres termes, chaque élément 1 ou 2 peut se caractériser en ce que le chant en L d'une de ses extrémités est conformé en redan, de sorte qu'une partie interne 20 de ce chant est située dans un plan décalé vers l'intérieur de l'élément par rapport au plan de la partie externe 21 de ce chant, la conformation de l'autre extrémité de cet élément étant complémentaire de la précédente, à savoir qu'une partie externe 22 de son chant est située dans un plan décalé vers l'intérieur de l'élément par rapport au plan de la partie interne 23 de ce chant. In other words, each element 1 or 2 can be characterized in that the L-shaped edge of one of its ends is shaped in a step, so that an internal part 20 of this edge is located in a plane offset towards the interior of the element relative to the plane of the external part 21 of this edge, the conformation of the other end of this element being complementary to the previous one, namely that an external part 22 of its edge is located in a plane offset towards the inside of the element relative to the plane of the internal part 23 of this edge.
Encore en d'autres termes, si l'on considère une extrémité d'un élément, elle a une forme complémentaire de celle de son autre extrémité après rotation de 1800 autour de l'axe du tronçon. Still in other words, if we consider one end of an element, it has a shape complementary to that of its other end after rotation of 1800 around the axis of the section.
Ceci étant, la pose d'un tronçon à la suite d'un tronçon déjà posé s'effectue simplement en faisant coulisser l'extrémité verticale de l'élément inférieur 1 du tronçon suivant le long du pied-droit de l'élément inférieur du tronçon précédent, de sorte à comprimer le joint d'étanchéité vertical (non visible sur la figure 6) de ce dernier, en fin de pose, l'extrémité de l'aile inférieure de l'élé- ment inférieur 1 de ce tronçon suivant venant comprimer le joint d'étanchéité horizontal 24 de l'aile inférieure de l'élément inférieur précédent, ce joint 24 occupant par exemple une gorge de la partie horizontale du redan 20, 21 mentionné plus haut et se prolongeant de la même façon à l'intérieur et le long du pied-droit de l'élément. That said, the laying of a section following a section already laid is done simply by sliding the vertical end of the lower element 1 of the following section along the right foot of the lower element of the previous section, so as to compress the vertical seal (not visible in Figure 6) of the latter, at the end of installation, the end of the lower wing of the lower element 1 of this next section compressing the horizontal seal 24 of the lower wing of the previous lower element, this seal 24 occupying for example a groove in the horizontal part of the step 20, 21 mentioned above and extending in the same way to the inside and along the right foot of the element.
Ensuite la pose de l'élément supérieur 2 s'effectue de la même façon en faisant coulisser l'extrémité de son pied-droit contre le joint vertical s'étendant cette fois à l'extérieur de la partie horizontale du redan 22, 23 le long du pied-droit de l'élément supérieur précédent ; en fin de course, l'extrémité de l'aile supérieure de l'élément supérieur de ce tronçon suivant vient comprimer la partie horizontale 25 du joint précité. Then the installation of the upper element 2 is carried out in the same way by sliding the end of its right foot against the vertical joint extending this time outside the horizontal part of the step 22, 23 the along the right foot of the previous upper element; at the end of the race, the end of the upper wing of the upper element of this next section compresses the horizontal part 25 of the aforementioned joint.
De la sorte, l'assemblage des différents tronçons permet d'obtenir de façon quasiment automatique une excellente étanchéité sans solution de continuité et sans opérations d'ajustement compliquées. In this way, the assembly of the various sections makes it possible to obtain, in an almost automatic manner, an excellent seal without any continuity solution and without complicated adjustment operations.
Si nécessaire, il est possible d'assembler les éléments entre eux par des fixations mécaniques ou par des systèmes d'assemblage avec béton de liaisonnement. En tout état de cause, il est toujours possible de renforcer l'étanchéité entre éléments inférieur et supérieur par un procédé classique. If necessary, it is possible to assemble the elements together by mechanical fastenings or by assembly systems with bonding concrete. In any case, it is always possible to strengthen the seal between lower and upper elements by a conventional process.
Il est à noter aussi qu'au lieu d'utiliser les corbeaux 6 de la figure 1, on pourrait laisser dépasser l'aile de l'élément supérieur 2 pour créer une console analogue aux dalles 7. It should also be noted that instead of using the crows 6 of FIG. 1, one could allow the wing of the upper element 2 to protrude to create a console similar to the slabs 7.
L'invention permet de réaliser avec souplesse des cadres de dimensions très variables, allant du caniveau pour passage de petite câblerie à des éléments permettant le passage de véhicules routiers lourds. I1 est également possible de réaliser des puits, les éléments de l'invention servant alors au soutènement des terres et de coffrage perdu, comme représenté à la figue 7. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser un joint, étant donné qu'il suffit d'un simple empilement des éléments préassemblés les uns sur les autres, au fur et à mesure de l'extraction des déblais. The invention makes it possible to flexibly produce frames of very variable dimensions, ranging from the channel for passage of small cables to elements allowing the passage of heavy road vehicles. I1 is also possible to make wells, the elements of the invention then serving to support the earth and lost formwork, as shown in fig 7. In this case, it is not necessary to use a joint, being given that it is sufficient to simply stack the preassembled elements on top of each other, as and when the cuttings are extracted.
Ce préassemblage des éléments 1 avec les éléments 2 peut être assuré par exemple comme dans le mode de réalisation des figures 5 et 5a (voir scellement 16). Les éléments 1 et 2 du tronçon inférieur sont encastrés dans le sol. Pour éviter tout ripage lateral, le chant supérieur de deux éléments 1 et 2 préassemblés comporte des encoches telles que 26 et 27 dans les petites ailes des éléments, ces encoches s'emboîtant dans des saillies complémentaires 28 et 29, respectivement, prévues dans le chant inférieur des petites ailes des deux éléments 1 et 2 du tronçon suivant.This preassembly of the elements 1 with the elements 2 can be ensured for example as in the embodiment of Figures 5 and 5a (see sealing 16). Elements 1 and 2 of the lower section are embedded in the ground. To avoid any lateral shifting, the upper edge of two preassembled elements 1 and 2 has notches such as 26 and 27 in the small wings of the elements, these notches fitting into complementary projections 28 and 29, respectively, provided in the edge lower of the small wings of the two elements 1 and 2 of the following section.
I1 est à noter que le dimensionnement des ouvragescadres (passages horizontaux ou puits) qui viennent d'être décrits peut être exécuté à la demande, aux cotes souhaitées par le maître d'ouvrage, permettant ainsi une adaptation précise aux besoins du chantier ; il n'est pas nécessaire de travailler avec des éléments de dimensions standards. It should be noted that the dimensioning of the framework works (horizontal passages or wells) which have just been described can be executed on demand, at the dimensions desired by the contracting authority, thus allowing precise adaptation to the needs of the site; it is not necessary to work with elements of standard dimensions.
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