WO2013038071A1 - Procédé pour la construction d'ouvrages, notamment de passage sous des voies ferrées ou analogues en exploitation. - Google Patents

Procédé pour la construction d'ouvrages, notamment de passage sous des voies ferrées ou analogues en exploitation. Download PDF

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WO2013038071A1
WO2013038071A1 PCT/FR2012/000340 FR2012000340W WO2013038071A1 WO 2013038071 A1 WO2013038071 A1 WO 2013038071A1 FR 2012000340 W FR2012000340 W FR 2012000340W WO 2013038071 A1 WO2013038071 A1 WO 2013038071A1
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embankment
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Mustapha ABOULCAID
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Aboulcaid Mustapha
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    • E01C1/00—Design or layout of roads, e.g. for noise abatement, for gas absorption
    • E01C1/04—Road crossings on different levels; Interconnections between roads on different levels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D29/05—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them at least part of the cross-section being constructed in an open excavation or from the ground surface, e.g. assembled in a trench
    • E02D29/055—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them at least part of the cross-section being constructed in an open excavation or from the ground surface, e.g. assembled in a trench further excavation of the cross-section proceeding underneath an already installed part of the structure, e.g. the roof of a tunnel

Definitions

  • the present invention relates to a method for the construction, in a fast, safe and efficient way, of structures such as railway, motorway, road, pedestrian or other passages, through embankments or earthworks of any kind supporting one or more railways , highway, highway or other without requiring the prolonged stop of the traffic flowing on these ways.
  • ⁇ transversal sinking under the slope, of two pairs of half-abutments or recessed piers, arranged in pairs facing each other on either side of the edges delimiting the passage to be made and sparing under the tracks, between these and the upper face of the half-abutments, a limited embankment thickness.
  • the half-abutments are brought in pairs abutting substantially in the median longitudinal plane of the slope, and then claved in their mutual junction zone on either side of this median plane.
  • the sinking consists of using jacks supported on one side on at least one of the half-elements so that each of these half-elements alternately serves as an anchor point for the other, in order to offer a suitable reaction to the thrust of the cylinders.
  • the driving of the two half-elements is carried out by means of cables crossing the slope, each cable being fixed at one end to a half-element and secured to the other of a jack resting on the other half-element. , so as to exert on the cable a tensile force ensuring the mutual rimpedement of the two parts of the frame. It should be noted that this method requires the prior installation of auxiliary aprons or temporary stiffeners.
  • the frame therefore has, on each of its vertical lateral sides, two extensions extending, for the first in the extension of its upper horizontal side and for the second disposed at an angle, so as to connect the opposite end of the extension to the base of the vertical side of the frame, the second extension having an inclination to the vertical substantially identical to that of the slope side facing.
  • the "umbrella" vault which consists of drilling under the track in the terrain of the embankment that supports it, relatively small holes of small diameter arranged side by side and extending transversely under the track, these holes allowing the setting in place of hollow metal tubes in which may optionally be injected concrete so as to achieve after curing thereof piles or the like horizontal, or massive rigid sections which thus strengthen the ground by arming it, under the railway or the road, forming above the passage or tunnel to achieve, a kind of rigid bed consisting of the juxtaposition of these tubes or rigid profiles. The ground can then be excavated before the construction of the tunnel walls without risk of collapse of the track.
  • the bed thus created may have a planar or curved profile, above the passage or tunnel to be formed transversely in the slope.
  • Autofonçage which consists in arranging facing each other, on either side of the embankment supporting the track, two half-abutments or similar structures, in the form of identical hollow frames, closed or with a half-U section, prefabricated reinforced concrete, the wheelbase of which corresponds substantially to the section of the tunnel to be produced, the frontal zones directed toward each other of these frames being preferably partially hollowed out to each form a nose with vertically inclined edges, these frames being progressively brought closer to each other across the slope by means of traction cables controlled by hydraulic cylinders of very great power, the system being arranged so that the two frames move simultaneously one towards the other or in turn, one of them being immobilized while the second is moving towards the first or vice versa.
  • these cables are secured respectively to one of the frames and a jack carried by the other frame so that the forces developed on these cables, by an appropriate mounting of the cylinders, cause the penetration of the frames in the slope and their relative movements from one to the other.
  • the land of the slope in front of the frames as and when they are reciprocated or reciprocated, is eliminated continuously, until, in the middle plane of the structure, parallel to the direction of the track on the top of the slope, the two frames meet with contact of their beaks opposite, these frames being then clavés them in their junction zone to ensure the continuity of the tunnel thus realized under the way.
  • the improvement therefore consists in combining this method with that of an umbrella vault forming above the moving frames, a support bed in such a way that any interruption of the traffic is avoided, eliminating the reaction forces and the effect lifting the resulting path and allowing further that the vault is permanently supported over the entire length of the tubes or profiles that constitute it.
  • the sliding interface consists of load modules in sufficient number and corresponding to the weight of the work to be moved.
  • the load module carrying trays are filled with compressed air so that the work can be slid on the sliding paths with a coefficient of friction almost zero.
  • the air supply is provided by compressed air cylinders arranged in vertical frames positioned on the deck. Any settlement of the shifting paths can be compensated by a separate operation of the hydraulic cylinders of the load modules and this as part of their maximum stroke.
  • the shifting movement is stopped, the trays carrying load modules are put in the air and the work is deposited on its final supports in a similar way to the lifting process.
  • auxiliary aprons or temporary stiffeners to maintain traffic on the tracks carried during the implementation of the structure. It should be noted that the installation and removal of the auxiliary aprons is done using a very specific railway material and available (and therefore expensive) about forty meters in length and equipped with lifting trolleys: the gantry hydrocampe.
  • the subject of the present invention is a method which makes it possible to remedy these drawbacks, in particular by making it possible to reduce the costs and delays of the passage to be made.
  • the method provides for carrying out only the apron of the passage in a first step. After having interrupted all or part of the track traffic for a very short period of time (a few hours) and removed the corresponding rail or road tracks to this traffic, earthworks start cutting to reach corresponding rib at the underside of the apron (possibly increased by a few centimeters to allow a fine leveling of the apron seat). Next, the deck will be poured on site after having put in place a suitable form of cheeks like manuportable panels or others as well as preassembled reinforcement cages and their recovery on site.
  • the concrete used will be of high type performance, ultra-high performance or UHPC (Ultra-High Performance Fiber Concrete) can reach a high enough resistance in just a few hours, allowing the deck to be sealed eventually backfilled and returned to traffic just at the end of the period traffic jam. After drying the concrete, the deck will receive, if necessary, a seal of independent type, semi-independent, dependent or any suitable process and will be backfilled with good quality materials such as treated or other serious. The rail, road or pedestrian traffic will then be restored after reconstruction of the tracks, roads or tracks.
  • UHPC Ultra-High Performance Fiber Concrete
  • the deck can also be prefabricated in one or more elements, which will then be ripped, crowned with using mobile cranes or moved by any other system, then keyed together on site or assembled if necessary by prestressed cables or other.
  • the deck can also be made in a mixed steel / concrete structure.
  • An alternative is to make the reinforced or prestressed concrete deck and combine two or more of these materials and techniques of implementation.
  • the piers will be made by digging subterranean galleries in the embankment supporting the rail, road or pedestrian ways, at the ends of the concrete sleeper already made during the short period of traffic interruption.
  • the galleries will have a width equivalent to that of the piers.
  • the shielding shall consist of HEB type metal sections or similar screens shielded by sheet steel, wood, concrete or any other material. All the elements composing this shielding are manuportables. Some of this material will be abandoned in the field and the other part will be recovered later during earthworks.
  • the front face will be dug manually using hand tools or other, in small passes depending on the soil encountered (about one meter) to ensure at all times a slope according to the natural slope field in place, the aim being to avoid a possible collapse of the latter. As a result, the shielding and excavation of the gallery are done simultaneously.
  • the pedestal will be extended to a sufficiently hard bedrock based on temporary and / or permanent foundations (this depends on the nature of the lands encountered, whose lift varies from one place to another, as well as the dimensions and shapes of the foundations).
  • the reinforcement of the piers will be realized by the installation of pre-assembled reinforcements or the assembly inside the galleries of cut and shaped frames.
  • Concreting piers will be made with a self-compacting concrete or vibrated after closing abouts using a specific formwork tool. It can also be achieved using high performance concrete, ultra high performance fiber concrete or the combination of two or more of these materials.
  • a draining geocomposite drainage system or other suitable system will be interposed between the final "lost" armor of the tunnel and the existing ground.
  • excavation excavation inside the frame thus formed can begin between the piers and under the cross.
  • part of the armor will be deposited, the deck possibly supported and the piers stabilized provisionally and / or permanently to using anchor bolts, passive or active nails, bumpers and liernes or any other suitable system.
  • the combination of two or more of these techniques may be considered.
  • the bottom of the excavation will be compacted, scraped and concreted to make the final foundation if necessary (according to the wishes of the client and / or the justification of the calculation notes).
  • This method therefore provides a solution to the various disadvantages of the conventional processes, by removing in particular:
  • Another advantage of the method that is the subject of this invention consists in producing both isostatic and hyperstatic structures or both at the same time, by producing fixed and / or mobile supports.
  • the accompanying drawings very schematically recall, in cross sections and longitudinal, the method of making a passage according to the invention.
  • Figures 1-a and 1-b show: The removal of the tracks, disbursement to the right of the structure to the level of the underside of the cross of the passage then realization of the latter.
  • Figures 2-a and 2-b show: Backfilling above the deck, rests lanes with restitution of traffic and excavation galleries sub-work in successive passes.
  • Figures 3-a and 3-b represent: The continuation of the digging work of the galleries to the last pass and the soles.
  • Figures 4-a and 4-b show: The reinforcement of the piers and soles.
  • Figures 5-a and 5-b show: Concreting piers and soles.
  • Figures 6-a and 6-b show: Earthworks inside the passage to the level of the raft.
  • Figures 7-a and 7-b show: The realization of the raft and end of construction of the passage.
  • Figure 8 shows: A cross section of the completed underground passage.
  • the method provides, after cutting the train traffic for a few hours (the time of a weekend for example) and deposits tracks railways (3) to the right of the future passage (materialized in dashed line by the location (5) of the future piers and the location (6) of the future base) to be realized in the slope (1) supporting these routes, to execute a small disbursement (2) in the embankment, having as a bottom of excavation the underside of the future deck (4) to be made according to Figure 1.
  • a sealing complex 7) adapted and will be backfilled with suitable materials (8).
  • the tracks (9) can be rested above the deck and ballasted before the return to traffic of rail traffic at the end of the period of interruption.
  • the work of making the piers (10) can begin. Indeed, they will be made by digging galleries having a width equivalent to that of the final piers, in successive passes, manually shielded as the progress of the earthworks executed with the help of tools manuportables. The digging of the galleries will continue until the level of the soles (11) superficial of the piers. These may be temporary or permanent (their dimensions and geometries depend on the terrain encountered on site and will be large enough to allow the work of companions in better safety conditions). At the end of the earthworks, the frames (12) will be implemented and formwork tools completely close the ends of the galleries on their full height.
  • the concreting of the piers can then begin by filling the galleries with a self-compacting concrete (13).
  • earthwork sub-work (14) After hardening of the piers, earthwork sub-work (14) will be executed inside the passage with the help of gear adapted while placing butters and liernes (15) at the mid-height of the piers.
  • Wing and / or return walls (17) can then be constructed, the equipment set up in a conventional manner and the piers dressed (these operations are not part of the process since they are independent of the temporary cut of the traffic:
  • the process concerns the realization of the structure of the passage: Supports, deck, foundations and possible dismantling). It goes without saying that the invention, of course, is not limited to the embodiment more specifically described above with reference to the accompanying drawings, but other variants, falling within the scope of the following claims, are likely to apply according to the same overall principle.
  • the method according to the invention allows the construction of works such as railway, highway, road, pedestrian or other passages, through embankments or earthworks of any kind supporting one or more railroad tracks, highway or road without requiring the prolonged stoppage of the traffic flowing on these tracks.

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Abstract

Procédé pour la construction d'ouvrages, notamment de passages sous des voies ferrées ou analogues en exploitation. L'invention concerne un procédé permettant de réduire considérablement le nombre et durées des interruptions temporaires de circulation nécessaires à la réalisation des passages inférieures. Après interruption provisoire de la circulation sur les voies (9) et leurs dépose au droit de l'emplacement prévu dans le talus pour le futur passage à construire, on procède à un décaissement en tête du talus afin de permettre la réalisation du tablier (4) ainsi que son étanchéité (7), puis remblaiement (8) et repose des voies afin de restituer le trafic en fin de période d'interruption de la circulation. Les piédroits (10) du passage seront réalisés en creusant des galeries descendues jusqu'au niveau des fondations, leurs ferraillage, bétonnage, puis terrassement à l'intérieur du passage, en attendant la réalisation du radier (16) définitif éventuellement.

Description

Procédé pour la construction d'ouvrages, notamment de passage sous des voies ferrées ou analogues en exploitation.
La présente invention concerne un procédé permettant la construction, d'une manière rapide, sûre et efficace, d'ouvrages tels que des passages ferroviaires, autoroutiers, routiers, piétonniers ou autres, au travers de talus ou terrassements quelconques supportant une ou plusieurs voies ferrées, autoroutières, routières ou autres sans nécessiter l'arrêt prolongé du trafic s'écoulant sur ces voies.
On peut faire référence, dans l'état de la technique connue, aux méthodes suivantes :
♦ fonçage transversal, sous le talus, de deux paires de demi-culées ou piédroits évidés, disposés deux à deux en regard de part et d'autre des côtés délimitant le passage à réaliser et ménageant sous les voies, entre celles-ci et la face supérieure des demi-culées, une épaisseur de remblai limitée. Les demi-culées sont amenées deux à deux en butée sensiblement dans le plan longitudinal médian du talus, puis clavées dans leur zone de jonction mutuelle de part et d'autre de ce plan médian. Ensuite, on monte en place sous les voies des raidisseurs sur une longueur de celles-ci légèrement supérieure à celle qui sépare les deux paires de demi-culées, préalablement ou après le fonçage de celles-ci, on retire le remblai entre les voies et les culées jointives sous les raidisseurs, on dispose sur les deux paires de demi-culées respectivement deux sommiers supports reposant sur ces demi-culées, on enlève les raidisseurs et on tronçonne alors les voies sur une longueur correspondant à la largeur du passage, on terrasse le remblai subsistant entre les sommiers sur une épaisseur nécessaire à l 'encoffrement de deux demi-tabliers préfabriqués mis en place de chaque côté ou d'un seul côté du passage, ces demi-tabliers étant ripés latéralement sur les sommiers ou sur le dessus des culées, pour les faire reposer jointifs par leurs extrémités, on reconstitue les voies sur les demi-tabliers et on achève le terrassement du passage entre les deux paires de demi-culées sous les voies.
♦ Méthode consistant, après avoir coupé la voie sur une longueur correspondant à celle du passage à réaliser sous celle-ci, à constituer un cadre en béton délimitant ce passage au moyen de deux demi-éléments à section en U, disposés en regard de part et d'autre du talus ou terrassement supportant la voie, à rapprocher progressivement ces demi-éléments par fonçage relatif l'un vers l'autre en les faisant pénétrer à force dans le talus jusqu'à leur mise en contact, à retirer les déblais par l'intérieur des demi-éléments au fur et à mesure de leur pénétration dans le talus, puis à disposer sur le cadre un tablier de support de la voie et enfin à reconstituer celle-ci sur la longueur du tablier. Le fonçage consiste à utiliser des vérins prenant appui d'un côté sur l'un au moins des demi-éléments de manière à ce que chacun de ces demi-éléments serve alternativement de point d'ancrage pour l'autre, afin d'offrir une réaction convenable à la poussée des vérins. Le fonçage des deux demi-éléments est réalisé à l'aide de câbles traversant le talus, chaque câble étant fixé à une extrémité à un demi-élément et solidarisé à l'autre d'un vérin en appui sur l'autre demi-élément, de manière à exercer sur le câble un effort de traction assurant le rapprochement mutuel des deux parties du cadre. Il faut noter que cette méthode nécessite la mise en place préalable de tabliers auxiliaires ou raidisseurs provisoires.
♦ Procédé dit "Autoripage", consistant après avoir sectionné temporairement la voie au droit de l'emplacement prévu dans le talus de support de cette voie pour le passage à réaliser, et avoir effectué une fouille par excavation du terrain dans cet emplacement, et après avoir préalablement fabriqué ou disposé, sur au moins un côté de la fouille, le cas échéant dans chacun des deux côtés de celle-ci de part et d'autre du talus et en vis-à-vis l'un de l'autre, au moins un radier plat de support et de guidage pour chaque cadre creux en béton, le cadre étant porté par le radier à l'extérieur de la fouille, à mettre en place, parallèlement aux côtés latéraux du cadre creux, au moins un câble de traction, chaque câble étant solidarisé à une extrémité d'un bossage d'ancrage aménagé sur le radier supportant le cadre et à l'autre extrémité en prise avec un vérin porté par ce cadre, de manière que l'effort de traction exercé sur le câble par le vérin se traduise, par suite de la réaction sur le bossage d'ancrage, par un effet de poussée sur le cadre qui glisse progressivement sur le radier puis sur le sol de la fouille pour assurer directement sa pénétration dans celle-ci, en avant du radier. Pour faciliter le glissement, on injecte en permanence entre la face inférieure de chaque cadre et la face supérieure du radier de guidage, une couche de bentonite ou autre matériau analogue, apte à lubrifier mutuellement les surfaces en regard.
♦ Procédé selon le même principe décrit ci-dessus, mais "amélioré" en modifiant la géométrie du cadre du passage de manière à éviter les remblaiements lors de la courte période de coupure de circulation. En effet, lors de l'ouverture de la fouille, des flancs inclinés sont ménagés au travers du talus sur lequel repose la voie de circulation. Le cadre comporte donc, sur chacun de ses côtés latéraux verticaux, deux extensions s'étendant, pour la première dans le prolongement de son côté horizontal supérieur et pour la seconde disposée en biais, de manière à relier l'extrémité opposée du prolongement à la base du côté vertical du cadre, cette seconde extension présentant une inclinaison sur la verticale sensiblement identique à celle du flanc du talus en regard.
♦ Technique dite de la voûte "parapluie", qui consiste à forer sous la voie dans le terrain du talus qui la supporte, des trous relativement de faible diamètre disposés côte à côte et s'étendant transversalement sous la voie, ces trous permettant la mise en place de tubes métalliques creux dans lesquels peut le cas échéant être injecté du béton de façon à réaliser après durcissement de celui-ci des pieux ou analogues horizontaux, ou encore des profilés rigides massifs qui renforcent ainsi le terrain en armant celui-ci, sous la voie ferrée ou la route, en formant au-dessus du passage ou tunnel à réaliser, une sorte de sommier rigide constitué par la juxtaposition de ces tubes ou profilés rigides. Le terrain pouvant alors être excavé avant la réalisation des parois du tunnel sans risque d'effondrement de la voie. Le sommier ainsi créé peut avoir un profil plan ou incurvé, au- dessus du passage ou tunnel à former transversalement dans le talus. ♦ Méthode dite "Autofonçage", qui consiste à disposer en regard, de part et d'autre du talus supportant la voie, deux demi-culées ou ouvrages analogues, en forme de cadres creux identiques, fermés ou à section en demi-U, préfabriqués en béton armé, dont l'empattement correspond sensiblement à la section du tunnel à réaliser, les zones frontales dirigées l'une vers l'autre de ces cadres étant de préférence partiellement évidées pour former chacune un bec à bords inclinés sur la verticale, ces cadres étant progressivement rapprochés l'un de l'autre à travers le talus au moyen de câbles de traction commandés par des vérins hydrauliques de très grande puissance, le système étant aménagé de telle sorte que les deux cadres se déplacent simultanément l'un vers l'autre ou à tour de rôle, l'un d'entre eux étant immobilisé pendant que le second se déplace vers le premier ou vice versa. A cet effet, ces câbles sont solidaires respectivement de l'un des cadres et d'un vérin porté par l'autre cadre afin que les efforts développés sur ces câbles, par un montage approprié des vérins, provoquent la pénétration des cadres dans le talus et leurs déplacements relatifs de l'un vers l'autre. La terre du talus qui se trouve devant les cadres au fur et à mesure de leur rapprochement mutuel ou alternatif, est éliminée de façon continue, jusqu'au moment où, dans le plan médian de l'ouvrage, parallèlement à la direction de la voie sur le dessus du talus, les deux cadres se rejoignent avec contact de leurs becs en regard, ces cadres étant ensuite clavés entre eux dans leur zone de jonction pour assurer la continuité du tunnel ainsi réalisé sous la voie.
♦ Une amélioration de la méthode décrite ci-dessus, qui présente les deux inconvénients majeurs ci-après : ■ Pendant une période de courte durée mais qui néanmoins n'est pas nulle, il est nécessaire de limiter voire interrompre, le trafic pendant que les cadres se rapprochent, et/ou de mettre en place sous cette voie des tabliers auxiliaires de support ou encore des raidisseurs afin d'éviter son effondrement lors de la mise en place des cadres.
■ En raison des déplacements des cadres, la partie du terrain qui se trouve au-dessus de ceux-ci et en avant de l'un et de l'autre lorsqu'ils se rapprochent sous l'effet des câbles de traction, crée une infinité de forces de réaction résultant du frottement, en produisant un malaxage intense de la fraction du terrain attaquée par les becs prévus à la pointe des deux cadres et un accroissement du volume de terre en avant et au-dessus de ces becs, ces forces ayant une résultante qui provoque un effort de soulèvement sur la voie ferrée ou la chaussée, en créant le cas échéant des dommages irrémédiables à celle-ci, qui exigent une réparation immédiate et une interruption du trafic plus ou moins prolongée, ce qui est en opposition totale avec le but initial de la méthode dite "Autofonçage".
L'amélioration consiste donc à combiner cette méthode avec celle d'une voûte parapluie formant au-dessus des cadres en mouvement, un sommier de support de telle manière que toute interruption du trafic soit évitée, en éliminant les efforts de réaction et l'effet de soulèvement de la voie qui en résulte et en permettant en outre que la voûte soit en permanence soutenue sur toute la longueur des tubes ou profilés qui la constituent.
♦ Ripage, après ouverture de la fouille dans le talus, de l'ouvrage préalablement préfabriqué à l'aide de remorques automotrices hydrauliques multidirectionnelles. La méthodologie est la suivante :
- Préfabrication de l'ouvrage à côté de son emplacement définitif sous forme de portique ouvert (donc sans radier) puis ouverture de la fouille dans le talus au droit du futur passage.
- Assemblage des lignes de remorques automotrices et mise en place des supports métalliques - Renforcement du sol pour le passage des remorques afin d'atteindre une certaine portance de sol.
- Roulage des remorques sous le tablier du passage
- Prise en charge du passage par vérinage
- Déplacement du passage jusqu'à sa position finale
- Dévérinage de l'ouvrage puis démontage et évacuation des remorques et équipements provisoires.
- Remblaiement de part et d'autre des culées ainsi qu'au-dessus du tablier et rétablissement des voies de circulation.
♦ Ripage, après ouverture de la fouille dans le talus, de l'ouvrage préalablement préfabriqué par poussage sur des chemins constitués de longrines en béton armé équipées de rails métalliques ou profilés reconstitués soudés solidarisés à un platelage bois. L'ouvrage est levé afin de le désolidariser de son aire de préfabrication, en vue d'obtenir une garde au sol suffisante pour son déplacement, à l'aide de vérins en quantité suffisante positionnés en dehors de l'ouvrage sous des consoles métalliques reliées aux piédroits ou culées de ce dernier. Le système de poussage proprement dit est situé à l'avant et/ou à l'arrière de l'ouvrage et assuré par des vérins double effet qui se grippent hydrauliquement sur les rails. L'interface entre les vérins et le rail, assurant le glissement de l'ouvrage, est constitué soit de téflon / inox ou bois dur graissé, soit de rouleurs express.
♦ Ripage, après ouverture de la fouille dans le talus, de l'ouvrage préalablement préfabriqué par poussage sur des chemins de ripage suivant le même principe décrit ci- dessus, cependant l'interface de glissement est constitué de modules de charge en nombre suffisant et correspondants au poids de l'ouvrage à déplacer. Les plateaux porteurs de module de charge sont remplis avec de l'air comprimé de façon à ce que l'ouvrage puisse être ripé sur les chemins de glissement avec un coefficient de frottement presque nul. L'alimentation en air est assurée par des bouteilles d'air comprimé disposées dans des cadres verticaux positionnés sur le tablier. Un tassement éventuel des chemins de ripage peut être compensé par une manœuvre séparée des vérins hydrauliques des modules de charge et ceci dans le cadre de leur course maximale. Après avoir atteint la position finale, le mouvement de ripage est stoppé, les plateaux porteurs de modules de charge sont mis à l'air et l'ouvrage est déposé sur ses appuis définitifs de façon analogue au procédé de soulèvement.
♦ Grutage, après ouverture de la fouille dans le talus, de l'ouvrage préalablement préfabriqué et ce à l'aide de grues mobiles de capacité adaptée au poids et à la portée de l'ouvrage à déplacer. Cette méthode est évidemment très peu utilisée, car elle est rapidement confrontée au poids important des ouvrages à déplacer, généralement de l'ordre de centaines voire de milliers de tonnes.
Après avoir passé en revue les différentes méthodes de l'état de la technique, il faut noter qu'elles présentent toutes et sans exception, au moins quelques-uns, voire plusieurs des inconvénients récapitulés ci -après : Plus q'une seule interruption temporaire de circulation sur les voies portées est souvent nécessaire pour la réalisation du passage, notamment pour les travaux préparatoires comme le déplacement des réseaux téléphoniques et électriques bordant souvent les voies ferrées ou routières, réalisation des fondations des tabliers auxiliaires, réalisations des camarteaux pour tabliers auxiliaires, pose des tabliers auxiliaires et dépose de ces derniers à la fin des travaux.
■S Mise en place des tabliers auxiliaires ou raidisseurs provisoires afin de maintenir la circulation sur les voies portées pendant la mise en œuvre de l'ouvrage. Il faut noter que la mise en place et dépose des tabliers auxiliaires se fait à l'aide d'un matériel ferroviaire très spécifique et peu disponible (et donc coûteux) d'une quarantaine de mètres de longueur et équipé de chariots de levage : le portique hydrocampe.
Nécessité de renforcement du sol lors du ripage de l'ouvrage, afin d'éviter un tassement même limité, ce qui peut avoir des conséquences graves (financières, techniques et en terme de délais) sur le déroulement de l'opération.
Beaucoup de terrassements, qui augmentent en fonction de la taille de l'ouvrage (généralement de l'ordre de milliers de m3) en déblais et remblais pendant la courte période de l'interruption de circulation (de quelques heures seulement) ce qui nécessite la mobilisation de très lourds moyens en matériels et en hommes pendant une courte période avec une incidence financière importante.
■ Réalisation et mise en place de structures provisoires ne faisant pas partie du passage définitif, y compris leurs dépose/démolition et évacuation à la fin du chantier (avant-becs et radiers de guidage avec semelles, bêches, poutres latérales de guidages et bossages pour certaines, oreilles et dispositifs de support avec renforcement local des points de préhension et chemins de roulage pour d'autres)
•S Réalisation d'ouvrages hyperstatiques seulement, ce qui n'est pas le cas de tous les passages.
Après ripage des demi cadres, nécessité de leur clavage au niveau du plan médian y compris blindage et scellement d'armatures puis injection de coulis de ciment sous le radier (et bracons s'ils existent) afin de combler les vides et solidariser l'ouvrage avec le terrain en place.
Les deux inconvénients majeurs communs à toutes les méthodes citées ci- dessus restent bien entendu, le coût et délais plus ou moins importants selon qu'elles regroupent plus ou moins d'inconvénients, évoqués précédemment, et tout particulièrement la quantité et la nature des travaux à effectuer dans un laps de temps très court (quelques heures seulement) ainsi que l'importance d'ouvrage provisoires, n'entrant pas dans la réalisation du pont définitif, mais indispensables à sa mise en œuvre.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet de remédier à ces inconvénients, en permettant en particulier de réduire les coûts et délais du passage à réaliser.
A cet effet, le procédé prévoit de réaliser uniquement le tablier du passage dans un premier temps. En effet, après avoir interrompu, une partie ou la totalité du trafic des voies portées pendant un laps de temps très court (quelques heures) et déposé les voies ferrées ou routières correspondantes à ce trafic, les terrassements en déblais commencent afin d'atteindre la côte correspondante à la sous face du tablier (augmentée éventuellement de quelques centimètres afin de permettre un nivellement fin de l'assise du tablier). Ensuite, le tablier sera coulé sur place après avoir mis en place un coffrage de joues adéquat de type panneaux manuportables ou autres ainsi que des cages d'armatures préassemblées et leur recouvrement sur place. Le béton utilisé sera de type haute performance, ultra-hautes performances ou BFUP (Béton Fibré Ultra-hautes Performances) pouvant atteindre une résistance suffisamment élevée en quelques heures seulement, permettant ainsi au tablier d'être étanchéifié éventuellement, remblayé et remis à la circulation juste à la fin de la période de coupure de circulation. Après séchage du béton, le tablier recevra, si nécessaire, une étanchéité de type indépendante, semi-indépendante, dépendante ou tout procédé adéquat et sera remblayé avec des matériaux de bonne qualité tels que graves traitées ou autres. La circulation ferroviaire, routière ou piétonne sera ensuite rétablie après reconstitution des voies ferrées, chaussées ou pistes. Bien évidemment, selon les cas de figure (configuration du site, emprises disponibles sur le lieu du chantier, durée de l'interruption temporaire de circulation) le tablier peut être aussi préfabriqué en un ou plusieurs éléments, qui seront ensuite ripés, grutés à l'aide de grues mobiles ou déplacés par tout autre système, puis clavetés entre eux sur place ou assemblés si nécessaire par des câbles précontraints ou autre. Le tablier peut être aussi réalisé en structure mixte acier / béton. Une variante consiste à réaliser le tablier en béton armé ou précontraint et combiner deux ou plusieurs de ces matériaux et techniques de mise en œuvre.
Dans un deuxième temps, les piédroits seront réalisés par creusement de galeries souterraines dans le remblai supportant les voies ferroviaires, routières ou piétonnes, aux extrémités de la traverse en béton déjà réalisée pendant la courte période d'interruption de circulation. Les galeries, auront une largeur équivalente à celle des piédroits. Le blindage sera constitué de profilés métalliques type HEB ou étalements analogues blindés par des tôles en acier, bois, béton ou tout autre matériau. Tous les éléments composant ce blindage sont manuportables. Une partie de ce matériel sera abandonnée dans le terrain et l'autre partie récupérée plus tard lors des terrassements en sous œuvre. Le front de taille sera creusé manuellement à l'aide d'outils manuportables ou autres, par petites passes en fonction des sols rencontrés (de l'ordre d'un mètre environ) afin d'assurer à tout moment une inclinaison suivant la pente naturelle du terrain en place, le but étant d'éviter un éventuel éboulement de ce dernier. De ce fait, le blindage et excavation de la galerie se font simultanément. Le piédroit sera prolongé afin d'atteindre un substratum suffisamment dure et fondé sur des fondations provisoires et/ou définitives (ceci dépend de la nature des terrains rencontrés, dont la portance varie d'un endroit à l'autre, au même titre que les dimensions et formes des fondations).
Le ferraillage des piédroits sera réalisé par la mise en place d'armatures préassemblées ou l'assemblage à l'intérieure des galeries d'armatures coupées et façonnées. Le bétonnage des piédroits sera réalisé avec un béton autoplaçant ou vibré après fermeture des abouts à l'aide d'un outil coffrant spécifique. Il peut être aussi réalisé à l'aide de béton haute performance, béton fibré ultra-hautes performances ou la combinaison de deux ou plusieurs de ces matériaux.
Un système de drainage de type géocomposite drainant ou autre système adapté sera intercalé entre le blindage définitif "perdu" de la galerie et le terrain en place.
Il va de soi que les travaux à l'intérieur de la galerie, un espace exigu, seront réalisés dans des conditions optimales de sécurité, notamment par la mise en place d'un éclairage artificiel suffisant ainsi qu'une ventilation mécanique permettant de renouveler l'air à l'intérieur des galeries tout en apportant de l'air frais. Afin d'assurer la continuité des aciers au niveau des raccords piédroit/traverse, des manchons doubles phases seront mise en place. La liaison sera réalisée comme suit : o Fourniture et mise en place des cages d'armatures du tablier munies de douilles femelles (ou mâles) au droit de la liaison avec le futur piédroit
o Après réalisation du tablier et creusement des galeries, fourniture de barres d'acier munies de douilles mâles (ou femelles) et liaisonnement par simple rotation dans la douille femelle (ou mâle) déjà mise en place dans le tablier.
Notons que ce système permet de répondre à tous les cas de figure :
■ Liaison standard : quand la deuxième barre est libre en rotation
■ Liaison sans rotation : quand la deuxième barre ne peut pas tourner
■ Liaison à réduction de diamètre : quand les deux barres ont des diamètres différents
Cependant, une variante consiste à remplacer les manchons par scellement d'armatures dans le tablier ou tout autre système adapté.
Après séchage du béton des piédroits, le terrassement en déblais à l'intérieur du cadre ainsi constitué (en U inversé) peut commencer entre les piédroits et sous la traverse. Au fur et à mesure des terrassements, une partie du blindage sera déposée, le tablier éventuellement étayé et les piédroits stabilisés provisoirement et/ou définitivement à l'aide de tirants d'ancrage, clous passifs ou actifs, butons et liernes ou tout autre système adapté. La combinaison de deux ou plusieurs de ces techniques peut être envisagée. Le fond de fouille sera compacté, ferraillé et bétonné pour réaliser le radier définitif si nécessaire (suivant le souhait du maître d'ouvrage et/ou la justification des notes de calcul). Ces opérations visent à éviter tout déplacement préjudiciable de la structure de l'ouvrage.
Ce procédé donc apporte une solution aux différents inconvénients des procédés classiques, en supprimant tout particulièrement :
• Toutes les coupures temporaires de circulation sur les voies portées, hormis celle nécessaire à la mise en œuvre du tablier uniquement (et non le pont en entier) qui est bien entendu largement inférieure à celle relative aux méthodes décrites auparavant.
• La mise en place des tabliers auxiliaires ou raidisseurs provisoires afin de maintenir la circulation sur les voies portées pendant la mise en œuvre de l'ouvrage, puisqu'ils ne seront absolument pas nécessaires.
• Le renforcement du sol de l'assise de l'ouvrage comme dans les solutions de ripage, puisque l'ouvrage est réalisé directement à sa position définitive, en évitant par la même occasion tout désagrément suite à des tassements éventuels.
· La réalisation et mise en place de structures provisoires dont Futilité est dictée seulement par le mode opératoire utilisé (Autoripage, ripage sur chemin de roulement,...). En effet, tous ces procédés se basent sur une préfabrication préalable de l'ouvrage en dehors de son emplacement définitif puis son déplacement ultérieur. Ce qui n'est pas le cas du procédé objet de cette invention.
• Le clavage des demi cadres ainsi que l'injection de coulis de ciment sous le radier (et bracons s'ils existent) comme dans le cas d'autoripage ou d'autofonçage.
Et en réduisant considérablement : · Les terrassements en déblais et remblais pendant la courte période de l'interruption de circulation sur les voies portées par le futur passage, en passant de quelques milliers de m3 à quelques centaines de m3 seulement, en réduisant par la même occasion les moyens en matériels et en hommes nécessaires. En effet, seul le tablier sera mis en œuvre durant cette période critique de coupure temporaire de circulation de quelques heures seulement, à l'inverse des méthodes classiques, qui prévoient la mise en place de l'ouvrage en entier, laissant ainsi, très peu de marge en cas d'éventuels imprévus comme des venues d'eaux par exemple, d'arrêt accidentel de fonctionnement d'engins de terrassement et de ripage ou tout autre incident (d'où le doublement de tous ces moyens ainsi que la mise à disposition d'autres moyens palliant à certains imprévus même si cette incertitude est minime).
Un autre avantage du procédé objet de cette invention, consiste à réaliser des ouvrages aussi bien isostatiques qu'hyperstatiques ou les deux en même temps, en réalisant des appuis fixes et/ou mobiles. Les dessins annexés rappellent très schématiquement, en coupes transversales et longitudinales, le procédé de réalisation d'un passage selon l'invention.
Les figures 1-a et 1-b représentent : La dépose des voies, décaissement au droit de l'ouvrage jusqu'au niveau de la sous face de la traverse du passage puis réalisation de cette dernière.
Les figures 2-a et 2-b représentent : Le remblaiement au-dessus du tablier, repose des voies avec restitution de la circulation et creusement des galeries en sous œuvre par passes successives.
Les figures 3-a et 3-b représentent : La poursuite des travaux de creusement des galeries jusqu'à la dernière passe ainsi que les semelles.
Les figures 4-a et 4-b représentent : Le ferraillage des piédroits et semelles.
Les figures 5-a et 5-b représentent : Le bétonnage des piédroits et semelles.
Les figures 6-a et 6-b représentent : Le terrassement à l'intérieur du passage jusqu'au niveau du radier.
Les figures 7-a et 7-b représentent : La réalisation du radier et fin de construction du passage.
La figure 8 représente : Une coupe transversale du passage souterrain achevé.
En référence aux dessins annexés, le procédé prévoit, après coupure de la circulation des trains pendant quelques heures (le temps d'un week-end par exemple) et dépose des voies ferrées (3) au droit du futur passage (matérialisé en trait discontinu par l'emplacement (5) des futurs piédroits et l'emplacement (6) du futur radier) à réaliser dans le talus (1) supportant ces voies, d'exécuter un petit décaissement (2) dans le talus, ayant comme fond de fouille la sous face du futur tablier (4) à réaliser conformément à la figure 1. Après séchage rapide du béton du tablier, celui-ci recevra un complexe d'étanchéité (7) adapté et sera remblayé avec des matériaux adéquats (8). Ainsi les voies (9) pourront être reposées au-dessus du tablier et ballastées avant la remise à la circulation du trafic ferroviaire à la fin de la période d'interruption.
Une fois le tablier enterré et le trafic restitué, les travaux de réalisation des piédroits (10) peuvent commencer. En effet, ils seront réalisés en creusant des galeries ayant une largeur équivalente à celle des piédroits définitifs, par passes successives, blindées manuellement au fur et à mesure de l'avancement des terrassements exécutés à l'aide d'outils manuportables. Le creusement des galeries se poursuivra jusqu'au niveau des semelles (11) superficielles des piédroits. Celles-ci pourront être provisoires ou définitives (leurs dimensions et géométries dépendent des terrains rencontrés sur place et seront suffisamment larges afin de permettre le travail des compagnons dans des conditions de sécurité meilleures). A la fin des terrassements, les armatures (12) seront mises en œuvre et des outils coffrants fermeront complètement les abouts des galeries sur toute leur hauteur.
Le bétonnage des piédroits peut alors commencer en remplissant les galeries à l'aide d'un béton autoplaçant (13).
Après durcissement des piédroits, le terrassement en sous œuvre (14) sera exécuté à l'intérieur du passage à l'aide d'engins adaptés tout en mettant en place des butons et liernes (15) à la mi-hauteur des piédroits.
Une fois le fond de fouille atteint, ce dernier sera compacté, coffré sur les bords extérieurs, ferraillé puis bétonné afin de réaliser le radier (16) du passage.
Les murs en aile et/ou en retour (17) peuvent être alors construits, les équipements mis en place d'une manière classique et les piédroits habillés (ces opérations ne faisant pas partie du procédé puisqu'elles sont indépendants de la coupure temporaire du trafic : Le procédé concerne la réalisation de la structure du passage : Appuis, tablier, fondations et radier éventuel). Il va de soi que l'invention, bien entendu, ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit ci-dessus en référence aux dessins annexés, mais d'autres variantes, entrant dans le cadre des revendications ci-après, sont susceptibles d'application selon le même principe global. Le procédé selon l'invention permet la construction d'ouvrages tels que des passages ferroviaires, autoroutiers, routiers, piétonniers ou autres, au travers de talus ou terrassements quelconques supportant une ou plusieurs voies ferrées, autoroutières ou routières sans nécessiter l'arrêt prolongé du trafic s'écoulant sur ces voies.
i

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé permettant la construction d'ouvrages tels que des passages ferroviaires, autoroutiers, routiers, piétonniers ou autres, au travers de talus (1) ou terrassements quelconques supportant une ou plusieurs voies ferrées (3), autoroutières, routières ou piétonnes, après avoir interrompu provisoirement la circulation du trafic sur ces voies, caractérisé en ce qu'il consiste dans un premier temps, à déposer les voies ou une partie de celles-ci, au droit de l'emplacement prévu dans le talus support de ces voies pour le futur passage à réaliser, à décaisser (2) suffisamment le talus, à mettre en œuvre le tablier (4), puis son remblaiement (8) et repose des voies afin de restituer le trafic à la fin de la période d'interruption temporaire de circulation. Dans un deuxième temps, les piédroits (10) du passage seront réalisés depuis les flancs du talus, par l'exécution des galeries descendues jusqu'au niveau des fondations (11), la réalisation desdites fondations selon les caractéristiques des sols rencontrés, l'exécution des piédroits à l'intérieur des galeries, puis terrassement (14) à l'intérieur du passage, avec mise en place de soutènements et étalements provisoires et/ou définitifs afin d'éviter tout déplacement préjudiciable de la structure de l'ouvrage.
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