FR3091892A1 - Ensemble de construction pour la realisation d’un voussoir prefabrique bicouche apte a etre assemble sur site et procede de realisation d’un tel voussoir - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un ensemble de construction pour la réalisation d’un voussoir formé d’une couche interne dite intrados et d’une couche externe dite extrados, l’ensemble de construction étant caractérisé en ce qu’il comprend une première et une deuxième pièces (1, 2) en béton, distinctes l’une de l’autre, destinées à former respectivement l’intrados et l’extrados du voussoir, la deuxième pièce (2) étant réalisée en béton compressible, et des moyens d’assemblage (4) permettant d’assembler la deuxième pièce (2) sur la première pièce (1), lesdits moyens d’assemblage (4) étant configurés pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce (2) par rapport à la première pièce (1) lorsque lesdites pièces sont assemblées entre elles sous l’action d’une sollicitation en cisaillement sur la deuxième pièce (2). L’invention concerne également un voussoir réalisé à partir d’un tel ensemble de construction et son procédé de réalisation. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
L’invention concerne le domaine de la construction d’ouvrages souterrains, et en particulier la construction de tunnels à partir de voussoirs préfabriqués.
L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de construction pour la réalisation d’un voussoir comprenant une première couche en béton incompressible et une deuxième couche en béton compressible, un voussoir formé à partir d’un tel ensemble de construction et son procédé de réalisation.
État de la technique antérieure
De manière classique, les tunnels sont revêtus, au fur et à mesure de l’excavation, d’anneaux circulaires disposés les uns derrières les autres, chaque anneau étant constitué d’éléments de constructions préfabriqués, appelés voussoirs, présentant une forme de secteur de couronne.
Ces voussoirs, qui forment l’armature du tunnel, doivent résister à la convergence exercée par les terrains sus-jacents.
Afin de limiter l’impact lié à la convergence des terrains sur les tunnels, il est prévu des dispositifs d’amortissement. Parmi les dispositifs d’amortissement de l’art antérieur, on connait les voussoirs formés de deux couches, l’une des couches qui constitue la couche intrados du voussoir étant réalisée en béton incompressible, l’autre couche qui constitue la couche extrados, étant réalisée en béton compressible. La demande de brevet FR3034451 décrit la constitution d’un tel voussoir. Ce dernier est obtenu en réalisant la première couche incompressible en béton puis la deuxième couche compressible en béton solidaire de la première couche de sorte à former un élément de construction préfabriqué monobloc.
L'inconvénient d’un tel voussoir réside cependant principalement dans sa fabrication et sa pose. Les temps de fabrication d’un tel voussoir s’avèrent en effet relativement longs car il est nécessaire d’attendre que la première couche soit réalisée et durcisse pour pouvoir lancer la réalisation de la deuxième couche.
Par ailleurs, les conditions de cure de la couche compressible dépendent des conditions de cure de la couche incompressible. Un problème de cure de la couche incompressible peut alors avoir un impact en termes de temps de fabrication mais également en termes de qualité de la couche compressible, et de fait un impact sur la qualité du voussoir.
Par ailleurs, la couche compressible étant fragile, il arrive que lors du transport, du stockage et des éventuels retournements du voussoir, la couche en béton compressible de celui-ci subisse des détériorations et des épaufrures. L’endommagement de la couche compressible pouvant remettre en cause l’intégrité du tunnel, l’ensemble est mis au rebut.
Le stockage de voussoirs monoblocs peut s’avérer également problématique suivant l’environnement dans lequel le tunnel est réalisé, du fait de leur encombrement.
L’invention vise à remédier aux problèmes du voussoir préfabriqué monobloc de la demande susmentionnée en proposant un ensemble de construction permettant de réaliser simplement, rapidement et de manière aisée un voussoir assurant une fonction d’amortissement de la convergence du terrain.
L’invention a également pour objet de proposer un procédé de réalisation d’un voussoir permettant de limiter les risques de détérioration de ce dernier et donc de réduire le taux de voussoirs mis au rebut.
OBJET DE L’INVENTION
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un ensemble de construction pour la réalisation d’un voussoir formé d’une couche interne dite intrados et d’une couche externe dite extrados, l’ensemble de construction étant remarquable en ce qu’il comprend une première et une deuxième pièces en béton, distinctes l’une de l’autre, destinées à former respectivement l’intrados et l’extrados du voussoir, la deuxième pièce étant réalisée en béton compressible, et des moyens d’assemblage permettant d’assembler la deuxième pièce sur la première pièce, lesdits moyens d’assemblage étant configurés pour autoriser, sous l’action d’une sollicitation en cisaillement sur la deuxième pièce, un déplacement latéral de la deuxième pièce par rapport à la première pièce lorsque lesdites pièces sont assemblées entre elles.
La réalisation des couches intrados et extrados d’un voussoir en tant que pièces préfabriquées distinctes permet ainsi de réaliser simplement et rapidement un voussoir, les deux pièces pouvant être réalisées en même temps contrairement aux voussoirs de l’art antérieur pour lesquels il est nécessaire d’attendre la réalisation de la couche intrados avant de procéder à la réalisation de la couche extrados. Cela permet en outre de diminuer le taux de rebut des voussoirs, seule la couche compressible lorsqu’elle est endommagée devant être changée. Par ailleurs, les couches intrados et extrados du voussoir étant assemblées à l’aide de moyens autorisant leur déplacement latéral l’une par rapport à l’autre, le voussoir réalisé assure l’amortissement de la convergence du terrain sus-jacent au voussoir.
Avantageusement, la deuxième pièce est constituée par une pluralité d’éléments compressibles indépendants juxtaposés, deux des éléments compressibles au moins étant aptes à être assemblés à la première pièce.
Avantageusement, les éléments compressibles comportent des moyens d’association réciproques pour leur fixation avec les éléments compressibles directement juxtaposés.
Avantageusement, la deuxième pièce est revêtue d’un emballage de protection (3) fixé en surface de ce dernier. Selon une configuration particulière, il peut être prévu que les moyens d’assemblage soient portés par l’emballage de protection.
Avantageusement, les première et deuxième pièces sont assemblées au moyen d’une colle assurant une liaison souple entre les première et deuxième pièces.
Il peut être prévu, selon une variante de réalisation, que les première et deuxième pièces comportent des moyens d’assemblage réciproques qui sont configurés pour présenter un jeu dimensionnel lorsqu’ils sont assemblés.
Selon une autre variante de réalisation, les moyens d’assemblage comprennent une tige souple ou plusieurs tiges souples aboutées entre elles configurées pour encercler et maintenir les première et deuxième pièces en contact l’une de l’autre.
Avantageusement, la deuxième pièce est formée d’un béton léger de masse volumique comprise entre 100 kg/m3et 1500 kg/m3à l’état durci et sec. Le béton est de préférence un béton mousse ayant une compressibilité à l’état sec comprise entre 20 et 90 %. Le béton mousse mis en œuvre présente de nombreux avantages en tant que matériau compressible. L’un des avantages majeurs du béton mousse sont ses propriétés intrinsèques (résistance mécanique et compressibilité) qui peuvent être adaptées aux exigences de chaque application. Il couvre une très large gamme de résistance mécanique et de compressibilité. Ainsi la résistance mécanique du béton peut être ajustée en fonction de la composition de la matrice liante. Cet ajustement est réalisé en fonction des constituants du béton mousse choisis et du dosage en eau de la composition. La compressibilité du matériau quant à elle est facilement adaptable par ajustement de la quantité d’air présent dans celui-ci (ajustement de la masse volumique). Ses autres avantages sont notamment Il a également pour avantage de posséder une faible anisotropie à faible échelle et de pouvoir être préfabriqué, coulé sur chantier ou injecté.
Avantageusement, le béton mousse comprend un liant à base de ciment dans une proportion massique par rapport à la masse totale du béton à l’état frais comprise entre 10 % et 87 %, un agent moussant dans une proportion massique par rapport à la masse totale de liant comprise entre 0,03% et 2% en extrait sec, de l’eau efficace dans une proportion massique par rapport à la masse totale de liant comprise entre 15 % et 60 %. Le béton mousse selon cette composition a pour avantage, outre le fait d’être léger, de former un matériau compressible capable de se déformer en fonction des contraintes appliquées. Il est particulièrement adapté pour être mis en œuvre dans le cadre de la réalisation d’ouvrages souterrains soumis à des contraintes élevées tel que des voussoirs.
Avantageusement, le liant comporte des additions minérales choisies parmi les laitiers, les additions calcaires, les additions siliceuses, les cendres volantes, les métakaolins et les fumées de silice.
L’invention concerne également un voussoir réalisé à partir d’un ensemble de construction tel que décrit précédemment, les première et deuxième pièces étant assemblées entre elles pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce par rapport à la première pièce.
L’invention concerne également un anneau formé de plusieurs voussoirs réalisés à partir de plusieurs ensembles de construction tels que décrits précédemment, dont la deuxième pièce de chaque voussoir présente une masse volumique définie pour assurer un taux de compressibilité adapté pour encaisser la convergence du terrain exercée au niveau dudit voussoir. Avantageusement, l’anneau selon l’invention comporte des voussoirs présentent des taux de compressibilité différents les uns des autres pour encaisser des chargements mécaniques du terrain inégalement répartis et exercés sur ledit anneau.
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un voussoir à partir d’un ensemble de construction tel que décrit précédemment, ledit procédé comprenant les étapes consistant à réaliser les première et deuxième pièces indépendamment l’une de l’autre à partir des spécifications techniques définies pour chacune desdites pièces, et à assembler les première et deuxième pièces entre elles sur site à l’aide des moyens d’assemblage configurés pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce par rapport à la première pièce.
Avantageusement, la deuxième pièce est revêtue, préalablement à l’étape d’assemblage, d’un emballage de protection. Celui-ci peut être disposé en surface de la deuxième pièce avant durcissement du béton la composant ou bien après durcissement de ce dernier.
L’assemblage des première et deuxième pièces entre elles est réalisé avantageusement au moyen de l’emballage de protection lequel comporte des moyens de fixation prévus à cet effet, au moyen de fixations mécaniques configurées pour autoriser un jeu dimensionnel entre les première et deuxième pièces, par encerclement total ou partiel des pièces à l’aide d’une tige ou de plusieurs tiges aboutées ou par collage au moyen d’une colle souple permettant un léger glissement de l’une des pièces par rapport à l’autre. Dans ce dernier cas, la surface de la première pièce destinée à être au contact de la deuxième pièce est avantageusement une surface rugueuse telle qu’une surface non moulée ou avec un léger striage sur béton frais ou bien une surface soumise à traitement de surface chimique (désactivation par exemple), mécanique (hydro décapage, sablage, etc.) ou thermique (flammage).
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un voussoir tel que décrit précédemment dans lequel la deuxième pièce est réalisée pour présenter un taux de compressibilité apte à encaisser la convergence du terrain exercée au niveau dudit voussoir, le taux de compressibilité du voussoir étant obtenu par ajustement de la quantité d’air injectée lors de la formation de ladite deuxième pièce.
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un anneau par assemblage de voussoirs obtenus suivant le procédé de réalisation susmentionné, lesquels voussoirs présentent des taux de compressibilité différents les uns des autres de sorte à encaisser des chargements mécaniques du terrain inégalement répartis et exercés sur ledit anneau.
D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Dans ce qui suit, on parlera indifféremment de « première pièce », de « pièce ou couche incompressible » et de « pièce, partie ou couche intrados », désignés sous la référence 1. De même, on parlera indifféremment de « deuxième pièce », de « pièce ou couche compressible » et de « pièce, partie ou couche extrados », désignés sous la référence 2.
En relation avec la figure 1, il est décrit un voussoir 10 formé d’un ensemble de construction selon un premier exemple de réalisation de l’invention.
Le voussoir 10 tel qu’illustré sur la figure 1 présente sensiblement la forme d’une portion d’anneau. Il est formé de deux pièces distinctes : une première pièce 1 présentant un profil en forme de portion de cylindre et une deuxième pièce, disposée sur la première pièce 1, ayant également un profil en forme de portion de cylindre. Les première et deuxième pièces forment respectivement l’intrados et l’extrados du voussoir 10, la face supérieure 2A de la deuxième pièce 2 étant destinée à être placée en regard de l’excavation du tunnel, tandis que la face inférieure 1A de de la première pièce 1 étant destinée à être disposée en regard de l’axe du tunnel et à être visible depuis l’intérieur du tunnel.
La première pièce 1 est réalisée en béton, de préférence en béton incompressible, tandis que la deuxième pièce 2 est réalisée en béton compressible.
Afin d’assurer une compressibilité adéquate et suffisante à la deuxième pièce 2 face à la convergence des terrains sus-jacents s’exerçant sur celle-ci, la deuxième pièce 2 est avantageusement formée d’un béton léger de masse volumique comprise entre 100 kg/m3et 1500 kg/m3à l’état durci et sec. Parmi les bétons légers existants, il est choisi de manière préférée le béton mousse. Celui-ci présente en effet de nombreux avantages aux fins de sa mise en œuvre en tant que matériau constitutif de la couche compressible. Il est en effet isotrope à faible échelle, et couvre une très large gamme de résistance mécanique et de compressibilité. Son taux de compressibilité est par ailleurs facilement adaptable suivant le besoin en fonction de la zone concernée par ajustement de la teneur en air. Par ailleurs, il peut, si nécessaire, être réinjecté en complément derrière la pièce compressible lorsque le voussoir en est place dans l’excavation.
Avantageusement, le béton mousse pour la réalisation de la pièce compressible 2 présente une densité comprise entre 100 kg/m3et 1500 kg/m3à l’état durci et sec et une compressibilité à l’état sec comprise entre 20 et 90 %. Il comprend avantageusement un liant à base de ciment dans une proportion massique par rapport à la masse totale du béton à l’état frais comprise entre 10 % et 87 %, un agent moussant dans une proportion massique par rapport à la masse totale de liant comprise entre 0,03% et 2% en extrait sec, de l’eau efficace dans une proportion massique par rapport à la masse totale de liant comprise entre 15 et 60 %. Le liant comporte des additions minérales choisies parmi les laitiers, les additions calcaires, les additions siliceuses, les métakaolins, les cendres volantes et les fumées de silice.
Etant plus fragile qu’un béton de masse volumique traditionnelle, la deuxième pièce 2 est avantageusement enveloppée d’un emballage de protection 3 fixé en surface de la première pièce 1. Cela permet ainsi d’éviter la détérioration de la deuxième pièce 2 lors des opérations de transport et de manutention. Outre son rôle de protection, l’emballage de protection 3 a pour fonction également de maintenir la partie compressible en un seul ensemble (monolithe) même si celui-ci est fissuré ou fracturé lors de la manutention par exemple. Il a également pour fonction de limiter les pertes de matière (blocs) et éventuellement de limiter la production de fines particules.
L’emballage de protection 3 peut être inséré en surface du béton de la deuxième pièce 2. Pour ce faire il est disposé en surface du béton léger destiné à composer la deuxième pièce 2, avant durcissement de celui-ci, de sorte à être fixé dans le béton. L’emballage de protection 3 utilisé peut être un textile de renforcement bi ou tridimensionnel. Selon une variante de réalisation, l’emballage de protection peut être disposé après durcissement du béton. Dans ce cas, l’emballage de protection 3 est fixé sur le béton léger au moyen par exemple d’une membrane en matériau résistant à la traction (carbone, fibre de verre, etc.) fixée à la surface du béton léger, d’un moule flexible en matière organique ou en bois, d’une membrane comportant de l’air (papier bulles), polystyrène, etc., ou d’un treillis organique ou métallique.
Les première et deuxième pièces 1, 2 sont assemblées entre elles à l’aide de moyens d’assemblage 4 configurés pour autoriser, lorsque la deuxième pièce 2 est soumise à une sollicitation en cisaillement, un déplacement latéral de celle-ci par rapport à la première pièce 1. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, les pièces sont assemblées entre elles par collage. Afin d’autoriser un léger mouvement de la deuxième pièce 2 par rapport à la première pièce 1 lors de la convergence exercée par le terrain au sein duquel elles sont disposées, le collage est réalisé au moyen d’une colle 4A assurant une liaison souple entre les première et deuxième pièces 1, 2 (on caractérise dans la présente demande une telle colle par « colle souple »). La colle sera choisie cependant également de manière à pénétrer suffisamment les pores du béton de la couche compressible afin d’assurer l’assemblage des pièces entre elles. La colle peut être de nature polyuréthane, époxyde, acrylique ou mortier-colle. Pour améliorer le contact avec la partie incompressible, la face de la pièce compressible (face inférieure de la deuxième pièce 2) peut être traitée de manière à être désactivée soit par désactivation chimique, hydro décapage ou sablage afin de favoriser la tenue de la colle sur la deuxième pièce 2.
Les figures 2 à 5 illustrent d’autres modes d’assemblage des première et deuxième pièces 1, 2 entre elles.
Ainsi, l’assemblage peut être réalisé à l’aide de connecteurs mécaniques 4B de type vis ou de tiges fixées à l’élément incompressible venant s’insérer dans des réservations prévues à cet effet dans l’élément compressible (figure 2) tout en autorisant un jeu dans la réservation. Ces connecteurs sont avantageusement en métal, carbone ou béton fibré à ultra-hautes performances.
L’assemblage peut être également réalisé à l’aide de moyens d’assemblage 4 directement assujettis à l’emballage de protection 3 (figure 3).
Il peut être prévu également que l’assemblage des pièces entre elles soit réalisé à l’aide de moyens d’assemblage réciproques 4C portés par chacune desdites pièces et configurés pour présenter un jeu dimensionnel lorsqu’ils sont assemblés. La figure 4 illustre un exemple de moyens d’assemblage réciproque 4C mis en œuvre lesquels consistent en des rainures en forme de L ménagées sur la face inférieure de la pièce compressible 2 et des extensions de forme complémentaire aux rainures ménagées sur la face supérieure de la pièce incompressible 1. La pièce compressible 2 est ainsi assemblée à la pièce incompressible 1 par emboitement. Il peut être prévu également des moyens d’association réciproque configurés pour se clipser entre eux.
Il peut être prévu également un assemblage des pièces au moyen d’une tige souple 4D ou d’une pluralité de tiges souples 4D aboutées, avantageusement à base de métal, de fibre de verre ou de carbone, configurée(s) pour encercler et maintenir les première et deuxième pièces 1, 2 en contact l’une de l’autre (figure 5).
Les voussoirs 10 illustrés sur les figures 1 à 5 et les tunnels pourvus de tels voussoirs 10 sont réalisés comme suit.
Il est procédé dans un premier temps à la réalisation des première et deuxième pièces 1, 2. Celles-ci sont réalisées indépendamment l’une de l’autre à partir des spécifications techniques définies pour chacune d’elles et le mode d’assemblage prévu (collage, connexion mécanique ou encerclage). Il est ensuite procédé à la mise en place d’un emballage de protection 3 autour de la deuxième pièce 2. Cette opération d’emballage est réalisée sur la pièce formée. Elle peut être effectuée soit avant durcissement complet du béton, soit après durcissement.
Une fois les pièces formées et sèches, les voussoirs 10 sont réalisés en assemblant les deux pièces à l’aide des moyens d’assemblage 4 définis dans les spécifications techniques. L’opération d’assemblage est réalisée sur site avant la mise en place complète du voussoir 10 dans l’excavation.
Une fois le voussoir 10 en place dans l’excavation, il peut être procédé à l’injection d’une composition dans la réservation située entre la paroi interne de l’excavation et la paroi supérieure de la deuxième pièce 2 (ou paroi externe du voussoir 10). La composition injectée est de préférence similaire à celle du béton constituant la deuxième pièce 2 afin d’avoir une homogénéité de matériau dans la zone compressible. Le béton mousse précédemment décrit utilisé comme matériau pour la deuxième pièce 2 constitue un choix avantageux. En effet, le béton mousse peut être fabriqué aisément en tunnel de façon simple et robuste. Par ailleurs, l’absence de granulat dans le béton mousse rend l’injection plus aisée et efficace. Cela permet ainsi d’augmenter son pouvoir de pénétrabilité au contact de l’encaissant géologique.
Un voussoir 10 réalisé avec au moins deux parties préfabriquées distinctes (la pièce intrados et la pièce extrados, cette dernière pouvant elle-même être formée de plusieurs éléments compressibles distincts comme cela est décrit plus loin) présente plusieurs avantages par rapport à un voussoir préfabriqué monobloc.
Un premier avantage est la rapidité d’exécution du voussoir 10. La couche compressible étant fabriquée indépendamment du voussoir 10, les voussoirs sont plus rapides à fabriquer en usine car il n’y a pas de temps d’attente à prévoir entre les différentes couches du voussoir.
Un deuxième avantage est une meilleure maitrise de la fabrication de la couche compressible 2. Les conditions de cure de la couche compressible lui sont propres et sont totalement indépendantes des conditions de cure du béton de l’intrados du voussoir.
Un troisième avantage est une diminution du taux de rebut. En effet, en cas d’endommagement de la couche compressible, c’est celle-ci uniquement qui doit être mise au rebut et non l’ensemble du voussoir. Par ailleurs, le risque d’endommagement de la couche compressible lors du transport, du stockage et de la manipulation est réduit.
Dans les modes de réalisation précédemment décrits, les première et deuxième pièces 1, 2 sont respectivement des pièces monoblocs. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, il peut être prévu que la deuxième pièce 2 soit formée, non pas d’une pièce monobloc mais d’une pluralité d’éléments compressibles distincts les uns des autres et disposés sur la pièce incompressible, juxtaposés les uns avec les autres pour former une couche ayant un profil en forme de portion de cylindre. Les figures 6 à 9 illustrent un voussoir 10A comprenant une pièce compressible 2 ainsi formée. Dans le mode de réalisation illustré, la couche compressible est formée de cinq éléments compressibles disposés côte à côte, chaque élément compressible étant en contact avec l’élément compressible juxtaposé. Comme précédemment, les cinq éléments compressibles formant la pièce extrados sont revêtus d’un emballage de protection 3. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 6 à 9, la pièce extrados est assemblée à la pièce intrados par fixation de chacun des éléments de compression 20 sur la pièce incompressible 1, la fixation devant être telle que chaque élément compressible devra pouvoir subir un léger mouvement latéral ou de cisaillement lors de la convergence exercée par les terrains sus-jacents. Cette fixation peut être réalisée indifféremment selon les techniques précédemment décrites, à savoir par collage au moyen d’une colle assurant une liaison souple entre chaque élément compressible 20 et la pièce incompressible 1 (figure 6), à l’aide de connecteurs mécaniques 4B de type vis ou de tiges fixées à la pièce incompressible 1 venant s’insérer dans des réservations prévues à cet effet dans chaque élément compressible 20 (figure 7), à l’aide de moyens d’assemblage réciproques portés par la pièce incompressible 1 et chacun des éléments compressibles 20 (figure 8) à l’aide de moyens d’assemblage 4 directement assujettis à l’emballage de protection 3 (figure 9). Bien que non représenté, il peut être prévu un assemblage par cerclage de chaque élément compressible 20 avec la pièce incompressible 1.
Les figures 10 et 11 illustrent une autre variante de réalisation dans laquelle les éléments compressibles 200 soient assemblés entre eux. Dans les exemples illustrés, les éléments compressibles 200 comportent sur leurs faces latérales des moyens d’association réciproque permettant leur assemblage avec les éléments compressibles juxtaposés. Du fait de l’assemblage des éléments compressibles 200 entre eux, seul l’assemblage de deux des éléments compressibles à la pièce incompressible 1 est alors nécessaire. Les éléments compressibles 200 concernés par l’assemblage à la pièce incompressible 1 sont avantageusement les éléments compressibles d’extrémité 200’. De même que précédemment, l’assemblage des éléments compressibles d’extrémité peut être réalisé selon les techniques précédemment décrites, à savoir par collage au moyen d’une colle assurant une liaison souple entre les éléments compressibles d’extrémité 200’ et la pièce incompressible 1, à l’aide de connecteurs mécaniques 4B de type vis ou de tiges fixées à l’élément incompressible venant s’insérer dans des réservations prévues à cet effet dans les éléments compressibles d’extrémité 200’ (figure 10), à l’aide de moyens d’assemblage réciproques portés par la pièce incompressible et les éléments compressibles d’extrémité 200’, à l’aide de moyens d’assemblage 4 directement assujettis à l’emballage de protection 3 ou par cerclage des éléments compressibles d’extrémité 200’ avec la pièce incompressible (figure 10).
La réalisation de la pièce extrados 2 à l’aide d’éléments compressibles distincts 20, 200 a pour avantage d’éviter la mise au rebut de toute la pièce en cas de parties endommagées de celle-ci, seuls les éléments compressibles correspondant aux parties endommagées de la pièce étant replacés. Par ailleurs, un tel arrangement permet une manipulation, un transport et un stockage plus aisés de la partie compressible 2, diminuant ainsi les risques de détérioration.
La figure 12 illustre un exemple d’un anneau composé de huit voussoirs, dont la partie extrados comporte des éléments compressibles 20 de densité différente. La présence d’éléments compressibles distincts 20 a pour avantage de moduler la composition de l’anneau de manière à offrir une compressibilité adaptée en fonction de la sollicitation appliquée par la convergence du terrain sur chaque zone de l’anneau. En effet, l’anneau étant soumis à des sollicitations de convergence (poussées radiales) variant d’une zone à l’autre, les éléments compressibles sont réalisés en béton dont la composition est adaptée à la poussée auquel ils vont été soumis. Ainsi, dans l’exemple illustré, la partie extrados comporte trois types A, B, C d’éléments compressibles de densité différente : les éléments A présentant une densité inférieure aux éléments B eux même de densité inférieure aux éléments C. Les éléments A sont placés dans les zones où les efforts de poussée sont les plus importants (efforts représentés par les flèches sur la figure 12), en partie haute et basse du voussoir, tandis que les éléments C sont disposés dans la zone où les efforts de poussée sont les moins importants.
L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Claims (25)
- Ensemble de construction pour la réalisation d’un voussoir formé d’une couche interne dite intrados et d’une couche externe dite extrados, l’ensemble de construction étant caractérisé en ce qu’il comprend :
- une première et une deuxième pièces (1, 2) en béton, distinctes l’une de l’autre, destinées à former respectivement l’intrados et l’extrados du voussoir, la deuxième pièce (2) étant réalisée en béton compressible, et
- des moyens d’assemblage (4) permettant d’assembler la deuxième pièce (2) sur la première pièce (1), lesdits moyens d’assemblage (4) étant configurés pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce (2) par rapport à la première pièce (1) lorsque lesdites pièces sont assemblées entre elles.
- Ensemble de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est constituée par une pluralité d’éléments compressibles (20, 200) indépendants juxtaposés, deux des éléments compressibles au moins étant aptes à être assemblés à la première pièce (1).
- Ensemble de construction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments compressibles comportent des moyens d’association réciproques pour leur fixation avec les éléments compressibles directement juxtaposés.
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est revêtue d’un emballage de protection (3) fixé en surface de ce dernier.
- Ensemble de construction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d’assemblage (4) sont portés par l’emballage de protection (3).
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les première et deuxième pièces (1, 2) sont assemblées au moyen d’une colle assurant une liaison souple entre les première et deuxième pièces (1, 2).
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les première et deuxième pièces (1, 2) comportent des moyens d’assemblage réciproques configurés pour présenter un jeu dimensionnel lorsqu’ils sont assemblés.
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d’assemblage (4) comprennent une tige souple ou plusieurs tiges souples aboutées entre elles configurée pour encercler et maintenir les première et deuxième pièces (1, 2) en contact l’une de l’autre.
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est formée d’un béton léger de masse volumique comprise entre 100 kg/m3et 1500 kg/m3à l’état durci et sec.
- Ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est formée d’un béton mousse ayant une compressibilité à l’état sec comprise entre 20 et 90 %.
- Ensemble de construction selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que le béton mousse comprend :
- un liant à base de ciment dans une proportion massique par rapport à la masse totale du béton à l’état frais comprise entre 10 % et 87%,
- un agent moussant dans une proportion massique par rapport à la masse totale de liant comprise entre 0,03% et 2 % en extrait sec,
- de l’eau dans une proportion massique par rapport à la masse totale du liant comprise entre 15 % et 60 %.
- Ensemble de construction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le liant comporte des additions minérales choisies parmi les laitiers, les additions calcaires, les additions siliceuses, les cendres volantes, les métakaolins et les fumées de silice.
- Voussoir réalisé à partir d’un ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, les première et deuxième pièces (1, 2) étant assemblées entre elles pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce par rapport à la première pièce.
- Anneau formé de plusieurs voussoirs réalisés à partir d’ensembles de construction selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la deuxième pièce de chaque voussoir présente une masse volumique définie pour assurer un taux de compressibilité adapté pour encaisser la convergence du terrain exercée au niveau dudit voussoir.
- Anneau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les voussoirs présentent des taux de compressibilité différents les uns des autres pour encaisser des chargements mécaniques du terrain inégalement répartis et exercés sur ledit anneau.
- Procédé de réalisation d’un voussoir à partir d’un ensemble de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant les étapes consistant à :
- réaliser les première et deuxième pièces (1, 2) indépendamment l’une de l’autre à partir des spécifications techniques définies pour chacune desdites pièces, et
- assembler les première et deuxième pièces (1, 2) entre elles sur site à l’aide des moyens d’assemblage (4) configurés pour autoriser un déplacement latéral de la deuxième pièce (2) par rapport à la première pièce (1).
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon la revendication 16, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est revêtue, préalablement à l’étape d’assemblage, d’un emballage de protection (3).
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’emballage de protection (3) est disposé en surface de la deuxième pièce (2) avant durcissement du béton la composant.
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon la revendication 17 ou la revendication 18, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est assemblée à la première pièce (1) au moyen de l’emballage de protection (3).
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est assemblée à la première pièce (1) par collage au moyen d’une colle présentant une souplesse autorisant un déplacement latéral de la deuxième pièce par rapport à la première pièce.
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon la revendication 20, caractérisé en ce qu’il comprend une étape préalable de traitement de surface de la première pièce (1) afin d’obtenir une surface rugueuse et de pouvoir y assembler la deuxième pièce (2).
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est assemblée à la première pièce (1) au moyen de fixations mécaniques (4B) configurées pour autoriser un jeu dimensionnel entre les première et deuxième pièces (1, 2).
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est assemblée à la première pièce (1) par encerclement total ou partiel desdites pièces.
- Procédé de réalisation d’un voussoir selon l'une quelconque des revendications 16 à 23, caractérisé en ce que la deuxième pièce (2) est réalisée pour présenter un taux de compressibilité apte à encaisser la convergence du terrain exercée au niveau dudit voussoir, le taux de compressibilité du voussoir étant obtenu par ajustement de la quantité d’air injectée lors de la formation de ladite deuxième pièce (2).
- Procédé de réalisation d’un anneau par assemblage de voussoirs obtenus suivant le procédé de réalisation selon la revendication 24 et présentant des taux de compressibilité différents les uns des autres de sorte à encaisser des chargements mécaniques du terrain inégalement répartis et exercés sur ledit anneau.
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-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011009266A1 (de) * | 2011-01-24 | 2012-07-26 | Otto Zwick | Knautschtübbing |
| WO2015177463A2 (fr) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Constructions Mecaniques Consultants | Élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, tunnel comprenant un tel élément et procédés de fabrication d'un tel élément et d'un tel tunnel |
| DE102014117581A1 (de) * | 2014-12-01 | 2016-06-02 | Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co. KG | Tunnelausbau aus Tübbingringen mit außenseitigem Nachgiebigkeitselement |
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