FR2571075A1 - Method for floating and immersing various volumes of large dimensions such as prefabricated caissons for the construction of maritime works and device for implementing this method - Google Patents

Abstract

Method for floating and immersing various volumes of large dimensions such as prefabricated caissons for the construction of maritime works, characterised in that prefabricated caissons 1 comprising a lateral wall 2 and an open base 6 are equipped with inflatable floats 3 distributed along the said lateral wall, these caissons fitted with floats being brought by floating, after inflation of these floats, to the desired site where they are then immersed by reducing the volume of gaseous fluid contained in the said inflatable floats. The invention also relates to a device enabling this method to be implemented.

Description

Procédé de flottaison et d'immersion de volumes divers de grandes dimensions tels que de caissons préfabriqués pour la construction d'ouvrages maritimes, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.Flotation and immersion process for various large volumes such as prefabricated caissons for the construction of maritime structures, and device for implementing this process.

La présente invention concerne un procédé de flottaison et d'immersion de volumes divers de grandes dimensions, par exemple de caissons préfabriqués pour la construction d'ouvrages maritimes tels que quais, digues, jetées, piles et piliers immergés, etc.The present invention relates to a process for flotation and immersion of various large volumes, for example prefabricated caissons for the construction of maritime structures such as quays, dikes, jetties, piles and submerged pillars, etc.

Elle vise également le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre de ce procédé de flottaison et d'immersion et du procédé de construction d'ouvrages maritimes qui en découle.It also relates to the device used for the implementation of this flotation and immersion process and of the process for the construction of maritime structures which results therefrom.

Selon une technique connue de construction d'ouvrages maritimes du genre susmentionné, des caissons cylindriques préfabriqués de grandes dimensions et dotés d'un fond en béton coulé d'une seule pièce avec la paroi latérale desdits caissons ou d'un fond amovible en acier, sont déplacés par flottaison, puis remplis d'eau, sur le site, de façon à les couler et à les échouer aux emplacements désires.According to a known technique for constructing maritime structures of the aforementioned kind, large prefabricated cylindrical caissons provided with a concrete bottom cast in one piece with the side wall of said caissons or with a removable steel bottom, are moved by flotation, then filled with water, on the site, so as to sink and beach them in the desired locations.

Les caissons immergés sont ensuite lestés d'un remblai et, dans le cas de construction de quais ou de jetées, recouverts d'un revêtement de surface.The submerged caissons are then ballasted with an embankment and, in the case of docks or jetties, covered with a surface coating.

Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients.This process has a number of drawbacks.

En raison du fait que les caissons cylindriques présentent des diamètres fréquemment supérieurs à 20 m, leur fond amovible ou non présente souvent une surface de plusieurs centaines de mètres carrés ; on conçoit donc que ces caissons sont extrêmement lourds et coûteux et que leur fond intervient pour une grande part dans l'importance de leur pesanteur et de leur prix de revient.Due to the fact that the cylindrical boxes have diameters frequently greater than 20 m, their removable or non-removable bottom often has an area of several hundred square meters; it is therefore understandable that these boxes are extremely heavy and expensive and that their bottom plays a large part in the importance of their gravity and their cost price.

Il ne permet pas de garantir le maintien d'une assiette acceptable lors du remorquage des caissons flottants jusqu'au site d'immersion.It does not guarantee the maintenance of an acceptable trim when towing the floating caissons to the disposal site.

I1 implique un risque de renversement des caissons cylindriques lors de leur immersion.  I1 implies a risk of overturning the cylindrical boxes during their immersion.

I1 ne permet aucune intervention sur la durée ou la trajectoire du mouvement d'enfoncement des caissons, lors de leur immersion, et n'offre aucune facilité de remontée de ceux-ci, par exemple pour effectuer une correction de positionnement. I1 does not allow any intervention on the duration or the trajectory of the driving-in movement of the caissons, during their immersion, and does not offer any facility for raising them, for example to perform a positioning correction.

Un objectif de la présente invention est, notamment, de remédier aux inconvénients susmentionnés des procédés de construction d'ouvrages maritimes mettant en oeuvre le transport par flottaison de caissons préfabriqués et l'immersion de ces caissons sur le site d'utilisation.An objective of the present invention is, in particular, to remedy the aforementioned drawbacks of the methods of construction of maritime structures implementing the transport by flotation of prefabricated caissons and the immersion of these caissons on the site of use.

Selon le procédé de l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé de flottaison et d'immersion remarquable par le fait que des caissons préfabriqués comportant une paroi latérale et une base ouverte, sont équipés de flotteurs gonflables répartis le long de ladite paroi laterale, ces caissons munis de flotteurs étant amenes par flottaison, après gonflage de ces derniers, sur le site d'utilisation où ils sont ensuite immergés, totalement ou sur la plus grande partie de leur hauteur, en diminuant le volume de fluide gazeux contenu dans lesdits flotteurs gonflables.According to the process of the invention, this object is achieved thanks to a remarkable flotation and immersion process by the fact that prefabricated boxes comprising a side wall and an open base are equipped with inflatable floats distributed along said wall. lateral, these boxes provided with floats being brought by flotation, after inflation of the latter, on the site of use where they are then immersed, totally or over most of their height, by reducing the volume of gaseous fluid contained in said inflatable floats.

Le procédé de flottaison et d'immersion selon l'invention procure plusieurs avantages intéressants.The flotation and immersion process according to the invention provides several interesting advantages.

I1 utilise des caissons dépourvus de fond dont l'exécution exige donc moins de matière première, de sorte que ces caissons sont plus légers et plus économiques. It uses boxes without bottom, the execution of which therefore requires less raw material, so that these boxes are lighter and more economical.

I1 offre la possibilité de régler facilement le tirant d'eau des caissons en fonction de leur poids, lors de leur remorquage jusqu'au site d'utilisation. It offers the possibility of easily adjusting the draft of the caissons according to their weight, when they are towed to the site of use.

Il donne la possibilité de conserver une meilleure assiette durant le remorquage èt l'immersion.It gives the possibility of keeping a better attitude during towing and immersion.

I1 permet une immersion plus lente et précise des caissons. I1 allows slower and more precise immersion of the caissons.

I1 procure la possibilité de remonter aisément les caissons, par exemple pour procéder à une correction du positionnement de ces derniers.  I1 provides the possibility of easily reassembling the boxes, for example to correct the positioning of the latter.

Les buts, caractéristiques et avantages susmentionnés et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue en coupe axiale et à caractère schématique, d'un caisson cylindrique equipé de flotteurs gonflables permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention.The objects, characteristics and advantages mentioned above and others still will emerge more clearly from the description which follows and from the appended drawings in which
Figure 1 is an axial sectional view, schematic, of a cylindrical box equipped with inflatable floats for the implementation of the method of the invention.

La figure 2 est une vue en plan de la figure 1.Figure 2 is a plan view of Figure 1.

La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 et montrant le caisson équipé de ses flotteurs gonfles, en position de flottaison.Figure 3 is a view similar to Figure 1 and showing the box equipped with its inflated floats, in the floating position.

La figure 4 montre le caisson en cours d'immersion obtenue par le dégonflement des flotteurs.Figure 4 shows the box during immersion obtained by the deflation of the floats.

On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple de mise en oeuvre intéressant, bien que nullement limitatif, du procédé de flottaison et d'immersion selon l'invention, ainsi qu'un exemple d'exécution des éléments permettant cette mise en oeuvre.Reference is made to the said drawings to describe an interesting example of implementation, although in no way limitative, of the flotation and immersion process according to the invention, as well as an example of execution of the elements allowing this implementation.

On décrit, dans la suite du présent exposé, une application très avantageuse de l'invention au déplacement et à l'immersion de caissons préfabriqués destinés à la construction d'ouvrages maritimes tels que quais, digues, jetées, piles et piliers immergés, etc., mais il est précisé que l'invention peut aussi s'appliquer au transport et à l'immersion d'autres corps creux de grandes dimensions. Pour cette raison, le terme caisson utilisé dans la suite du present exposé et dans les revendications doit être considére comme désignant plus généralement un corps creux quelconque de grandes dimensions comprenant au moins une paroi périphérique.A description is given hereinafter of a very advantageous application of the invention to the movement and immersion of prefabricated caissons intended for the construction of maritime structures such as quays, dikes, piers, piles and submerged pillars, etc. ., but it should be noted that the invention can also be applied to the transport and immersion of other large hollow bodies. For this reason, the term box used in the rest of the present description and in the claims should be considered more generally to designate any hollow body of large dimensions comprising at least one peripheral wall.

Les caissons préfabriqués 1 utilisables pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comportent une paroi latérale 2 ou paroi périphérique fermée et une base ouverte 6. Ils sont également ouverts à leur sommet. Ces caissons peuvent avoir des formes variees : cylindrique (comme illustre sur le dessin), cubique, parallélêpipédique, tronconique, etc. Ils sont généralement executés en béton armé et peuvent avoir des dimensions très importantes : par exemple une hauteur de l'ordre de 12 à 19 m et un diamètre de l'ordre de 24 m, ce qui peut représenter un poids de l'ordre de 1500 t. Ils sont dotés d'une extrémité inférieure élargie constituant une semelle 2a.The prefabricated boxes 1 which can be used for implementing the method of the invention have a side wall 2 or closed peripheral wall and an open base 6. They are also open at the top. These boxes can have various shapes: cylindrical (as illustrated in the drawing), cubic, parallelepipedic, frustoconical, etc. They are generally executed in reinforced concrete and can have very large dimensions: for example a height of the order of 12 to 19 m and a diameter of the order of 24 m, which can represent a weight of the order of 1500 t. They have a widened lower end constituting a sole 2a.

Selon le procédé de l'invention, la flottaison de ces caissons dépourvus de fond, lors de leur remorquage sur le site d'échouage et leur immersion sont obtenues au moyen d'une pluralité de flotteurs gonflables 3 répartis, de préférence régulièrement, le long de la paroi laterale 2 desdits caissons. Ces flotteurs gonflables 3 sont disposés du côté de la face interne de la paroi latérale 2 (comme représenté sur les dessins) ou du côté de la face externe de ladite paroi, ou à la fois du côté de la face interne et du côté de la face externe de cette dernière.According to the method of the invention, the flotation of these boxes without bottom, during their towing on the grounding site and their immersion are obtained by means of a plurality of inflatable floats 3 distributed, preferably regularly, along of the side wall 2 of said boxes. These inflatable floats 3 are arranged on the side of the internal face of the side wall 2 (as shown in the drawings) or on the side of the external face of said wall, or both on the side of the internal face and on the side of the external face of the latter.

Ces flotteurs sont avantageusement constitués par des boudins gonflables de forme allongée, disposés verticalement ou sensiblement verticalement et, pour des caissons d'une hauteur de l'ordre de 12 à 19 m et d'un diamètre de 24 m, peuvent, par exemple, présenter une hauteur de l'ordre de 11 à 15 m et un diamètre de l'ordre de 4 m. Selon un mode d'exécution interessant, ils sont formés d'une enveloppe en toile de haute résistance, renfermée dans un treillis métallique de protection.These floats are advantageously constituted by inflatable tubes of elongated shape, arranged vertically or substantially vertically and, for caissons with a height of the order of 12 to 19 m and a diameter of 24 m, can, for example, have a height of the order of 11 to 15 m and a diameter of the order of 4 m. According to an interesting embodiment, they are made of a high-resistance canvas envelope, enclosed in a protective metal mesh.

Les boudins gonflables constituant les flotteurs 3 sont fermés à leurs extrémités supérieure et inférieure, ou seulement à leur extrémi-té superieure, leur extrémite inférieure restant ouverte à la maniered'une cloche à plongeur.The inflatable tubes constituting the floats 3 are closed at their upper and lower ends, or only at their upper extremi-tee, their lower extremity remaining open to the maniered of a plunger bell.

Les extrémités supérieure et inférieure des boudins gonflables sont renforcees au moyen d'une coiffe metallique 3a, 3b, respectivement, ayant, par exemple, la forme d'une calotte sphérique ou approximativement, afin de présenter la robustesse necessaire. Lorsque-les boudins gonflables sont pourvus d'une base ouverte, cette dernière est renforcée par une couronne métallique. The upper and lower ends of the inflatable tubes are reinforced by means of a metal cap 3a, 3b, respectively, having, for example, the shape of a spherical cap or approximately, in order to present the necessary robustness. When the inflatable tubes are provided with an open base, the latter is reinforced by a metal crown.

Les extrémités supérieure et inférieure renforcées 3a, 3b des boudins gonflables sont solidaires de moyens de fixation 4 (par exemple élingues munies d'un dispositif d'assemblage à fermeture et ouverture de sûrete connu en soi) permettant de les accrocher, de manière amovible, aux parties haute et basse, respectivement, de la paroi laterale 2 des caissons lesquelles sont équipées d'org-anes d'attache complementaires tels que de robustes anneaux 5 solidement ancrés dans l'épaisseur de ladite paroi latérale et accessibles sur la face interne et/ou sur la face externe de cette derniers. Le verrouillage et/ou l'ouverture des moyens de fixation des flotteurs peut ou peuvent s'opérer manuellement ou automatiquement avec commande à distance à partir du remorqueur.The reinforced upper and lower ends 3a, 3b of the inflatable tubes are secured to fixing means 4 (for example slings provided with a fastening and closing assembly device known per se) allowing them to be hooked, in a removable manner, at the upper and lower parts, respectively, of the side wall 2 of the boxes which are equipped with additional attachment org-anes such as robust rings 5 solidly anchored in the thickness of said side wall and accessible on the internal face and / or on the external face of the latter. The locking and / or opening of the float fixing means can or can be done manually or automatically with remote control from the tug.

Chaque boudin gonflable 3 est ainsi fixé, par ses extrémités supérieure et inférieure renforcées 3a, 3b, aux parties haute et basse, respectivement, de la paroi latérale 2 du caisson, durant l'exécution des opérations de remorquage et d'immersion.Each inflatable tube 3 is thus fixed, by its reinforced upper and lower ends 3a, 3b, to the upper and lower parts, respectively, of the side wall 2 of the box, during the execution of the towing and immersion operations.

Les boudins gonflables 3 sont equipes de valve de gonflage et de purge et sont reliés, au moyen de canalisations souples appropriées d'alimentation et de distribution, à un pupitre de commande et de distribution d'une installation de distribution pneumatique permettant de les gonfler ou de les dégonfler, ensemble ou séparément, ce pupitre de commande et de distribution étant, par exemple, installé sur le remorqueur. On ne décrit pas, pour ne pas surcharger inutilement la description et les dessins, l'installation de distribution d'air comprimé ou autre fluide gazeux utilisée pour gonfler ou dégonfler les flotteurs, de tels systemes de distribution étant bien connus dans les techniques d'automation pneumatique.The inflatable tubes 3 are fitted with an inflation and bleed valve and are connected, by means of suitable flexible supply and distribution pipes, to a control and distribution console of a pneumatic distribution installation allowing them to be inflated or to deflate them, together or separately, this control and distribution console being, for example, installed on the tug. We do not describe, in order not to overload the description and the drawings, the compressed air distribution system or other gaseous fluid used to inflate or deflate the floats, such distribution systems being well known in the art of pneumatic automation.

Les valves et raccords de canalisation sont positionnés sur les extrémités renforcées des boudins gonflables et, de préférence, sur la coiffe métallique 3a renforçant l'extre- mité superieure desdits boudins gonflables.The pipeline valves and fittings are positioned on the reinforced ends of the inflatable tubes and, preferably, on the metal cap 3a reinforcing the upper end of said inflatable tubes.

Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, les flotteurs 3 sont fixés à la paroi latérale 2 du caisson 1, tout au long de la surface interne et/ou externe de cette dernière, avec un espacement régulier et en nombre suffisant pour assurer la flottabilité dudit caisson, lorsqu'ils sont gonflés à une pression adéquate (figure 3).For the implementation of the method of the invention, the floats 3 are fixed to the side wall 2 of the box 1, all along the internal and / or external surface of the latter, with regular spacing and in sufficient number to ensure the buoyancy of said box, when inflated to an adequate pressure (Figure 3).

Le caisson 1 équipé des flotteurs est ensuite amené, par remorquage ou autrement, sur le site d'utilisation. Les flotteurs sont alors dégonfles, ce qui a pour effet d'annuler la flottabilité de l'ensemble et d'entrainer son immersion et son enfoncement en direction du fond marin (figure 4), l'eau pénétrant en effet librement à l'intérieur du caisson 1 par son ouverture inférieure 6 et entraînant la submersion de celui-ci.The box 1 equipped with the floats is then brought, by towing or otherwise, to the site of use. The floats are then deflated, which has the effect of canceling the buoyancy of the assembly and of causing its immersion and its sinking towards the seabed (Figure 4), the water indeed entering freely inside of the box 1 through its lower opening 6 and causing it to submerge.

On observe que, aussi bien durant la phase de remorquage ou autre mode de déplacement que pendant la phase d'immersion, la possibilité de gonfler ou de gonfler séparément chaque flotteur, permet de contrôler l'assiette du caisson et d'apporter les corrections éventuellement souhaitables.It is observed that, both during the towing phase or other mode of movement as during the immersion phase, the possibility of inflating or inflating each float separately, makes it possible to control the trim of the box and to make any corrections desirable.

Après immersion et positionnement du caisson à l'emplacement prévu, les flotteurs 3 sont détachés de la paroi 2 et sont récupérés pour un nouvel emploi.After immersion and positioning of the box in the intended location, the floats 3 are detached from the wall 2 and are recovered for new use.

Les caissons 1 immergés, totalement ou sur la plus grande partie de leur hauteur, sont ensuite lestés d'un remblai constitué de sable et/ou de déchets de carriere et, dans le cas de construction de quais ou de jetées, les caissons lestés sont enfin recouverts d'un revêtement de surface. The submerged caissons 1, totally or over most of their height, are then ballasted with an embankment made up of sand and / or quarry waste and, in the case of construction of quays or piers, the ballasted caissons are finally covered with a surface coating.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. - Procede de flottaison et d'immersion de volumes divers de grandes dimensions tels que des caissons préfabriqués pour la construction d'ouvrages maritimes, caractérisé en ce que des caissons préfabriqués (1) comportant une paroi latérale (2) et une base ouverte (6), sont équipés de flotteurs gonflables (3) répartis le long de ladite paroi- latérale, ces caissons munis de flotteurs étant amenés par flottaison, après gonflage de ces derniers, sur le site d'utilisation où ils sont ensuite immergés en diminuant le volume de fluide gazeux contenu dans lesdits flotteurs gonflables.1. - Flotation and immersion process for various large volumes such as prefabricated caissons for the construction of maritime structures, characterized in that prefabricated caissons (1) comprising a side wall (2) and an open base (6), are equipped with inflatable floats (3) distributed along said side wall, these boxes provided with floats being brought by flotation, after inflation of the latter, on the site of use where they are then immersed while decreasing the volume of gaseous fluid contained in said inflatable floats. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flotteurs gonflables (3) sont disposés le long de la face interne de la paroi laterale (2) des caissons (1) ou le long de la face externe de ladite paroi laterale.2. - Method according to claim 1, characterized in that the inflatable floats (3) are arranged along the internal face of the side wall (2) of the boxes (1) or along the external face of said side wall . 3. - Procedé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les flotteurs gonflables (3) sont disposés à la fois le long de la face interne de la paroi latérale (2) des caissons et le long de la face externe de ladite paroi latérale.3. - Method according to claim 1, characterized in that the inflatable floats (3) are arranged both along the inner face of the side wall (2) of the boxes and along the outer face of said side wall . 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise pour la flottaison et l'immersion des caissons (1), des flotteurs (3) constitués par des boudins gonflables de forme allongée que l'on installe verticalement le long de la paroi laterale (2) desdits caissons.4. - Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one uses for the flotation and the immersion of the caissons (1), floats (3) constituted by inflatable tubes of elongated shape that it is installed vertically along the side wall (2) of said boxes. 5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la stabilité des caissons(l) durant les phases de flottaison et d'immersion et les corrections d'assiette éventuellement nécessaires sont obtenues par le gonflage et/ou le gonflage des flotteurs (3) équipant. 5. - Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stability of the caissons (l) during the flotation and immersion phases and the adjustments of attitude possibly necessary are obtained by inflation and / or the inflation of the floats (3) fitted. lesdits caissons, par exemple au moyen d'une installation de distribution pneumatique, connue en soi.said boxes, for example by means of a pneumatic distribution installation, known per se. 6. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de flottaison et d'immersion de volumes divers de grandes dimensions tels que des caissons préfabriqués pour la construction d'ouvrages maritimes, caractérisé en ce qu'il comprend - d'une part, un caisson préfabriqué (1) comportant une paroi latérale (2), un sommet ouvert et une base (6) également ouverte, ladite paroi latérale étant munie d'organes d'attache (5) par exemple disposes du côté de sa face interne et/ou du côte de sa face externe, et ; - d'autre part, une pluralité de flotteurs gonflables (3) dotés de moyens de fixation (4) permettant de les accrocher, de maniere amovible, le long de la paroi latérale (2) du caisson (1), du côté interne et/ou du côté externe de ladite paroi.6. - Device for implementing the flotation and immersion process of various large volumes such as prefabricated caissons for the construction of maritime structures, characterized in that it comprises - on the one hand, a prefabricated box (1) comprising a side wall (2), an open top and a base (6) also open, said side wall being provided with attachment members (5) for example arranged on the side of its internal face and / or on the side of its external face, and; - on the other hand, a plurality of inflatable floats (3) provided with fixing means (4) making it possible to hang them, in a removable manner, along the side wall (2) of the box (1), on the internal side and / or on the external side of said wall. 7. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les flotteurs (3) sont constitues par des boudins gonflables de forme allongée et dont les extrSmités renforcées (3a, 3b) sont munies de moyens de fixation (4) permettant de les accrocher, verticalement, de manière amovible, aux parties haute et basse de la paroi laterale (2) des caissons (1) équipees d'organes d'attache (5) complementaires.7. - Device according to claim 6, characterized in that the floats (3) are constituted by inflatable tubes of elongated shape and whose reinforced ends (3a, 3b) are provided with fixing means (4) for hanging them , vertically, removably, at the upper and lower parts of the side wall (2) of the boxes (1) fitted with complementary fastening members (5). 8. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les flotteurs (3) sont constitues par des boudins gonflables de forme allongée destinés à être installés verticalement, lesdits boudins comportant une extrémité supérieure fermée et une extrémité inférieure ou base ouverte, ces extrémités étant renforcees et munies de moyens de fixation (4) permettant de les accrocher, de manière amovible, aux parties haute et basse de la paroi latérale (2) des caissons (1) équipées d'organes d'attache (5) complémentaires. 8. - Device according to claim 6, characterized in that the floats (3) are constituted by inflatable tubes of elongated shape intended to be installed vertically, said tubes comprising a closed upper end and a lower end or open base, these ends being reinforced and provided with fixing means (4) making it possible to hook them, in a removable manner, to the upper and lower parts of the side wall (2) of the boxes (1) equipped with complementary fastening members (5). 9. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérise en ce que la paroi latérale (2) des caissons (1) comporte une base élargie constituant une semelle (2a).9. - Device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the side wall (2) of the boxes (1) has an enlarged base constituting a sole (2a). 10. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caracterise en ce qu'il comprend une installation de distribution pneumatique connue en soi, permettant de gonfler et de dégonfler les flotteurs (3) ensemble ou sépa rément. 10. - Device according to any one of claims 6 to 9, characterized in that it comprises a pneumatic distribution installation known per se, making it possible to inflate and deflate the floats (3) together or separately.