FR2669259A1 - Process for the manufacture of prefabricated arch units - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un voussoir en béton préfabriqué comprenant deux faces incurvées cylindriques (11, 12), et au moins quatre faces latérales (13, 14, 15, 16). Selon l'invention, on coule le voussoir debout sur l'une de ses faces latérales (15) qui correspond au fond (35) du moule, de façon que les deux faces d'extrados (11) et d'intrados (12) du voussoir (1) soient directement coffrées sur deux parois latérales (31) (32) du moule auxquelles on donne une courbure correspondante et, à la fin de la coulée, on place dans l'ouverture de coulée (30), au moins une plaque (5) que l'on maintient, pendant la coulée, dans une position déterminée par rapport au moule, de façon que ladite plaque (5) ainsi scellée forme, après démoulage, une semelle de répartition matérialisant un plan d'appui de référence respectant la géométrie à donner au voussoir (1). L'invention s'applique spécialement à la réalisation de tunnels de grandes dimensions.The subject of the invention is a method for manufacturing a precast concrete segment comprising two cylindrical curved faces (11, 12), and at least four lateral faces (13, 14, 15, 16). According to the invention, the segment is cast upright on one of its side faces (15) which corresponds to the bottom (35) of the mold, so that the two sides of the upper surface (11) and lower surface (12) of the segment (1) are directly shuttered on two side walls (31) (32) of the mold to which a corresponding curvature is given and, at the end of the casting, at least one is placed in the casting opening (30) plate (5) which is maintained, during casting, in a determined position relative to the mold, so that said plate (5) thus sealed forms, after demoulding, a distribution sole materializing a reference bearing plane respecting the geometry to be given to the segment (1). The invention applies especially to the production of large tunnels.
Description
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de voussoirs en bétonThe subject of the invention is a process for manufacturing concrete segments.
préfabriqués pour la réalisation d'un revêtement de tunnel et couvre également les voussoirs ainsi réalisés de même que les moules et prefabricated for the realization of a tunnel lining and also covers the segments thus produced as well as the molds and
accessoires permettant leur fabrication. accessories allowing their manufacture.
Pour la réalisation d'une galerie souterraine, il est presque toujours nécessaire, après avoir foré le tunnel, de recouvrir sa paroi For the realization of an underground gallery, it is almost always necessary, after having drilled the tunnel, to cover its wall
d'un revêtement qui, actuellement, est généralement réalisé en béton armé. a coating which, currently, is generally made of reinforced concrete.
Un tel revêtement peut être réalisé au moyen d'un coffrage glissant que l'on met en place après avoir foré le tunnel sur une certaine longueur et qui délimite le profil interne du tunnel Le béton est injecté entre ce coffrage et la paroi de l'excavation, après mise en place éventuelle d'un ferraillage, et, après la prise du béton, le coffrage est Such a coating can be produced by means of a sliding formwork which is put in place after having drilled the tunnel over a certain length and which delimits the internal profile of the tunnel Concrete is injected between this formwork and the wall of the excavation, after possible installation of a reinforcement, and, after the setting of the concrete, the formwork is
décollé puis avancé pour le coffrage d'une section suivante. taken off then advanced for the formwork of a next section.
Mais on préfère souvent réaliser le revêtement en éléments préfabriqués prenant appui les uns sur les autres Lorsque la section du tunnel est assez importante, le tunnel a généralement une section circulaire et le revêtement est réalisé par anneaux successifs constitués However, it is often preferred to make the covering in prefabricated elements bearing on one another. When the section of the tunnel is large enough, the tunnel generally has a circular section and the covering is made by successive rings made up
chacun d'une série de "voussoirs" couvrant chacun un secteur angulaire. each of a series of "segments" each covering an angular sector.
Lorsque le tunnel est réalisé dans une roche de bonne tenue, on peut creuser l'excavation sur une certaine longueur, réaliser le revêtement correspondant sous forme d'un ou plusieurs anneaux, injecter du béton entre la paroi de l'excavation et le revêtement qui vient d'être posé, When the tunnel is made in a rock of good behavior, one can dig the excavation over a certain length, make the corresponding covering in the form of one or more rings, inject concrete between the wall of the excavation and the covering which has just been asked,
puis forer une nouvelle longueur de tunnel. then drill a new length of tunnel.
Cependant, lorsque l'on réalise des galeries de grandes dimensions, il faut toujours craindre des éboulements et des venues d'eau et c'est pourquoi le forage est généralement assuré au moyen d'un appareil appelé "tunnelier" qui comprend un disque de coupe formant une paroi frontale muni d'outils de forage et entrainé en rotation autour d'un axe sensiblement horizontal, et une paroi tubulaire métallique qui assure le maintien des terres entre le disque de coupe et le revêtement de béton However, when carrying out large galleries, one must always fear landslides and water inflows and this is why drilling is generally carried out by means of a device called "tunnel boring machine" which includes a disc of section forming a front wall provided with drilling tools and driven in rotation about a substantially horizontal axis, and a metal tubular wall which ensures the maintenance of the earth between the cutting disc and the concrete covering
déjà réalisé.already done.
Lorsque la roche fait preuve d'une certaine tenue et qu'il n'y a pas à craindre de venue d'eau importante, on peut envisager de démonter une partie de la paroi tubulaire de protection pour mettre en place les voussoirs l'un après l'autre, de façon à réaliser un nouvel anneau de revêtement. Mais, il est souvent nécessaire de maintenir une étanchéité entre la paroi tubulaire et le revêtement, par exemple lorsque l'on se trouve dans la nappe phréatique ou bien lorsque, en raison des risques d'éboulements, on doit injecter, entre le tunnelier et la paroi de l'excavation, un fluide sous pression une boue de bentonite ou de l'air. Dans ce cas, l'extrémité arrière de la partie tubulaire du tunnelier doit rester enfilée de façon télescopique sur la partie avant du revêtement déjà construit, avec interposition d'un joint d'étanchéité. Sur la Figure 1 qui montre, à titre d'exemple, une telle disposition, on a représenté, à l'intérieur du tunnel T, le tunnelier comprenant un disque de forage A entrainé en rotation autour de l'axe 10 du tunnel par un mécanisme B et associé à une paroi de blindage tubulaire C dont l'extrémité Cl reste enfilée sur le revêtement en béton R, avec interposition d'un joint d'étanchéité D.15 Le revêtement R est constitué d'anneaux successifs Ri, R 2 Rn, chaque anneau étant lui-même constitué de voussoirs accolées V Du béton E est injecté entre le revêtement R déjà réalisé et la paroi de l'excavation T. -Pour construire un nouvel anneau Rn+l, le tunnelier T creuse tout d'abord l'excavation en prenant appui sur le dernier anneau Rn du revêtement au moyen de vérins On fait ainsi avancer le disque de coupe A sur une longueur au moins égale à celle d'un anneau, mais en veillant à ce que l'extrémité arrière Ci du bouclier reste au contact du revêtement déjà construit.25 Grâce à un appareillage F de manutention et de pose, associé au tunnelier, on met alors en place le nombre voulu de voussoirs adjacents V When the rock shows a certain resistance and there is no fear of significant water coming in, we can consider dismantling part of the protective tubular wall to set up the segments one after another, so as to make a new coating ring. However, it is often necessary to maintain a seal between the tubular wall and the covering, for example when one is in the water table or else when, due to the risk of landslides, it is necessary to inject, between the tunnel boring machine and the wall of the excavation, a pressurized fluid, a bentonite mud or air. In this case, the rear end of the tubular part of the tunnel boring machine must remain telescopically threaded on the front part of the already constructed covering, with the interposition of a seal. In Figure 1 which shows, by way of example, such an arrangement, there is shown, inside the tunnel T, the tunnel boring machine comprising a drilling disc A rotated about the axis 10 of the tunnel by a mechanism B and associated with a tubular shielding wall C, the end Cl of which remains threaded on the concrete covering R, with the interposition of a seal D.15 The covering R consists of successive rings Ri, R 2 Rn, each ring itself being made up of contiguous segments V Concrete E is injected between the coating R already made and the wall of the excavation T. -To construct a new ring Rn + l, the tunnel boring machine T digs all of first the excavation by resting on the last ring Rn of the covering by means of jacks. The cutting disc A is thus advanced over a length at least equal to that of a ring, but taking care that the rear end Ci of the shield remains in contact with the coating already 25 Thanks to an equipment F for handling and laying, associated with the TBM, we then put in place the desired number of adjacent segments V
pour constituer le nouvel anneau Rn+ 1. Après calage de l'anneau Rn+ 1 ainsi réalisé, on peut alors procéder à un nouvel avancement du tunnelier. to constitute the new ring Rn + 1. After setting the ring Rn + 1 thus produced, it is then possible to proceed with a new advancement of the tunnel boring machine.
Au fur et à mesure de l'avancement, on injecte du béton E entre le revêtement R déjà réalisé et la paroi rocheuse du tunnel T. Ce type de tunnelier, utilisé depuis un certain temps, est maintenant bien au point; cependant, lorsque l'on travaille sous une hauteur d'eau importante et qu'il faut donc augmenter en conséquence la35 pression de la boue de bentonite ou la pression d'air, il peut se produire des fuites importantes Pour maintenir l'étanchéité, il est donc avantageux de donner à la face externe du voussoir sur laquelle glisse le joint une surface aussi lisse que possible, de façon à diminuer le risque de fuites entre le joint et le voussoir et à réduire les frottements. Par ailleurs, les dimensions des voussoirs doivent respecter rigoureusement la géométrie fixée de façon que les faces latérales en regard s'appliquent bien l'une sur l'autre En particulier, comme le tunnelier prend appui, pour son avancement, sur le revêtement déjà réalisé, des pressions très importantes sont appliquées sur les faces latérales transversales à l'axe et des irrégularités de surface, même faibles, peuvent entraîner des concentrations de contraintes provoquant une fissuration du voussoir. L'invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication de voussoirs préfabriqués permettant de répondre facilement et économiquement à l'ensemble de ces exigences. L'invention concerne donc, d'une façon générale, la fabrication de voussoirs en béton préfabriqués comprenant chacun deux faces incurvées cylindriques, respectivement d'intrados et d'extrados, centrées sur un axe longitudinal, et au moins quatre faces latérales, chaque voussoir étant coulé dans un moule comprenant un fond, au moins quatre parois et une ouverture supérieure de coulée. Conformément à l'invention, on coule le voussoir debout sur l'une de ses faces latérales qui correspond au fond du moule de façon que les deux faces cylindriques, respectivement d'intrados et d'extrados du voussoir, soient directement coffrées sur deux parois du moule auquel on donne une courbure correspondante et, à la fin de la coulée, on place dans l'ouverture de coulée, une semelle de répartition que l'on maintient, pendant la coulée, dans une position déterminée par rapport au moule, de façon que, après démoulage, ladite semelle se trouve scellée dans la face30 correspondante du voussoir opposée à la face coffrée sur le fond et matérialise un plan d'appui de référence respectant la géométrie à donner As it progresses, concrete E is injected between the coating R already made and the rock wall of the tunnel T. This type of tunnel boring machine, used for some time, is now well developed; however, when working under a large depth of water and therefore the pressure of the bentonite mud or the air pressure must be increased accordingly, significant leaks may occur. To maintain the seal, it is therefore advantageous to give the external face of the segment on which the joint slides a surface as smooth as possible, so as to reduce the risk of leaks between the joint and the segment and to reduce friction. In addition, the dimensions of the segments must strictly respect the geometry fixed so that the facing side faces apply well to each other In particular, as the tunnel boring machine is supported, for its advancement, on the coating already made , very high pressures are applied to the lateral faces transverse to the axis and surface irregularities, even slight, can cause concentrations of stresses causing cracking of the segment. The invention relates to a new method of manufacturing prefabricated segments making it possible to easily and economically meet all of these requirements. The invention therefore relates, in general, to the manufacture of precast concrete segments each comprising two curved cylindrical faces, respectively of lower and upper surfaces, centered on a longitudinal axis, and at least four lateral faces, each segment being poured into a mold comprising a bottom, at least four walls and an upper pouring opening. In accordance with the invention, the segment is poured upright on one of its lateral faces which corresponds to the bottom of the mold so that the two cylindrical faces, respectively of lower and upper surfaces of the segment, are directly shuttered on two walls of the mold to which a corresponding curvature is given and, at the end of the casting, a distribution sole is placed in the casting opening which is maintained, during the casting, in a determined position relative to the mold, so that, after demolding, said soleplate is sealed in the corresponding face30 of the segment opposite to the formwork face on the bottom and materializes a reference support plane respecting the geometry to be given
au voussoir. L'invention couvre également les voussoirs ainsi réalisés et les moules en permettant la fabrication. in the evening. The invention also covers the segments thus produced and the molds for manufacturing.
Un tel -moule comprend donc deux parois latérales incurvées de façon à constituer des coffrages pour les deux faces cylindriques du voussoir, l'ouverture supérieure et le fond correspondant respectivement à deux des faces latérales du voussoir. De préférence, au moins la paroi incurvée du moule servant au coffrage de la face d'extrados est montée de façon à pouvoir être écartée après la prise du béton pour le décoffrage du voussoir. De façon particulièrement avantageuse, un tel moule peut être muni de moyens de positionnement, en travers de l'ouverture de coulée et à un niveau réglable, d'organes accessoires susceptibles d'être incorporés,10 après la prise, dans la face latérale correspondante du voussoir, par exemple des moyens de suspension du voussoir ou des moyens de fixation Such a mold therefore comprises two curved side walls so as to form formwork for the two cylindrical faces of the arch, the upper opening and the bottom corresponding respectively to two of the lateral faces of the arch. Preferably, at least the curved wall of the mold serving for the shuttering of the upper surface is mounted so that it can be removed after the setting of the concrete for the stripping of the segment. In a particularly advantageous manner, such a mold can be provided with positioning means, across the pouring opening and at an adjustable level, of accessory members capable of being incorporated, after setting, in the corresponding lateral face. of the segment, for example means of suspension of the segment or fixing means
d'un joint d'étanchéité. En effet, un tel voussoir doit parfois être muni d'un joint d'étanchéité périphérique s'étendant le long de ses faces latérales. a seal. Indeed, such a segment must sometimes be provided with a peripheral seal extending along its lateral faces.
Un tel joint comprend quatre sections placées dans le prolongement l'une de l'autre et s'étendant respectivement le long des Such a joint comprises four sections placed in the extension of one another and extending respectively along the
quatre faces latérales du voussoir, chaque section comprenant une partie externe dépassant vers l'extérieur de la face correspondante du voussoir et une partie interne de fixation sur ladite face, dans l'épaisseur du20 voussoir. four lateral faces of the segment, each section comprising an external part projecting outwards from the corresponding face of the segment and an internal fixing part on said face, in the thickness of the segment.
Dans un premier mode de réalisation, les parties externes des trois sections du joint correspondant aux faces latérales coffrées du voussoir sont montées de façon amovible, avant la coulée, sur le fond et les parois latérales correspondantes du moule, de façon que les parties25 internes du joint dépassent vers l'intérieur du moule et la partie externe de la quatrième section du joint est maintenue en travers de l'ouverture In a first embodiment, the external parts of the three sections of the joint corresponding to the shuttered side faces of the segment are removably mounted, before casting, on the bottom and the corresponding side walls of the mold, so that the internal parts of the seal protrude towards the inside of the mold and the external part of the fourth section of the seal is held across the opening
de coulée et positionnée de façon que sa partie interne se trouve audessous du niveau de la face correspondante du voussoir, lesdites parties internes des quatre sections du joint se trouvant intégrées, après la30 coulée et la prise du béton, dans les faces correspondantes du voussoir. pouring and positioned so that its internal part is below the level of the corresponding face of the segment, said internal parts of the four sections of the joint being integrated, after the pouring and setting of the concrete, in the corresponding faces of the segment.
Dans un autre mode de réalisation, le fond et les parois latérales du moule servant au coffrage des faces latérales du voussoir, sont munis, avant la coulée, chacun d'une règle faisant saillie vers l'intérieur du moule et l'on place en travers de l'ouverture de coulée une35 quatrième règle maintenue positionnée au-dessous du niveau de la face correspondante du voussoir, lesdites règles laissant, après la prise, dans la face correspondante du voussoir, chacune une empreinte susceptible de constituer une rainure de fixation amovible de la partie externe de la In another embodiment, the bottom and the side walls of the mold serving for the shuttering of the side faces of the segment, are provided, before casting, each of a rule projecting towards the inside of the mold and one places in through the pouring opening, a fourth rule maintained positioned below the level of the corresponding face of the segment, said rules leaving, after setting, in the corresponding face of the segment, each an imprint capable of constituting a removable fixing groove of the external part of the
section correspondante du joint.corresponding section of the seal.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la partie externe et la partie interne du joint sont constituées de deux matières différentes, la partie externe étant constituée d'une matière spécialement adaptée pour assurer l'étanchéité avec glissement sur le voussoir, et la partie interne étant constituée d'une matière compressible telle qu'un élastomère et s'engageant de façon amovible, par exemple par clipsage, dans une rainure ménagée le long de la face correspondante du voussoir La partie externe In a preferred embodiment, the external part and the internal part of the joint are made of two different materials, the external part being made of a material specially adapted to ensure sealing with sliding on the segment, and the internal part being made of a compressible material such as an elastomer and engaging in a removable manner, for example by clipping, in a groove formed along the corresponding face of the segment The external part
du joint peut également être fixée par clipsage sur la partie interne. of the joint can also be fixed by clipping on the internal part.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante However, the invention will be better understood from the following description
de certains modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple et of certain particular embodiments given by way of example and
représentés sur les dessins annexés. shown in the accompanying drawings.
La Figure 1 représente schématiquement la réalisation d'un revêtement de tunnel sous forme de voussoirs préfabriqués, la Figure la Figure 1 schematically shows the realization of a tunnel lining in the form of prefabricated segments, Figure la
montrant, en perspective, un voussoir. showing, in perspective, a segment.
La Figure 2 représente, en coupe verticale, la coulée d'un Figure 2 shows, in vertical section, the flow of a
élément.element.
La Figure 3 montre, en perspective, le démoulage d'un élément. Figure 3 shows, in perspective, the release of an element.
La Figure 4 est une vue de détail montrant la mise en place Figure 4 is a detail view showing the establishment
d'organes accessoires.accessory organs.
La Figure 5 est une vue de détail, en coupe transversale, d'un Figure 5 is a detail view, in cross section, of a
joint d'étanchéité.seal.
La Figure 6 est une vue de détail montrant la mise en place Figure 6 is a detail view showing the establishment
d'autres organes accessoires.other accessory organs.
La Figure 7 est une vue en perspective d'un voussoir préfabriqué Figure 7 is a perspective view of a prefabricated segment
selon l'invention.according to the invention.
Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement, et à titre de simple exemple, la réalisation du revêtement cylindrique d'un tunnel à section circulaire constitué d'une série de tronçons tubulaires consécutifs Ri, R 2 Rn, chaque tronçon étant constitué lui-même d'une série de voussoirs 1 couvrant chacun un secteur angulaire Chaque voussoir 1, représenté en perspective sur la Fig la, est constitué d'un élément préfabriqué en béton armé comprenant six faces, c'est-à-dire deux faces incurvées cylindriques centrées sur l'axe 10 du revêtement, respectivement une face d'extrados 11 et une face d'intrados 12, et quatre faces latérales planes, respectivement deux faces rectangulaires 13, 14, situées dans des plans parallèles à l'axe 10 et passant, généralement, par ce dernier, et deux faces circonférentielles 15, 16, situées dans des plans In Figure 1, there is shown schematically, and by way of simple example, the production of the cylindrical lining of a tunnel with circular section consisting of a series of consecutive tubular sections Ri, R 2 Rn, each section being constituted itself even of a series of segments 1 each covering an angular sector Each segment 1, shown in perspective in FIG. 1 a, consists of a prefabricated element of reinforced concrete comprising six faces, that is to say two curved cylindrical faces centered on the axis 10 of the covering, respectively one upper face 11 and one lower face 12, and four flat lateral faces, respectively two rectangular faces 13, 14, located in planes parallel to the axis 10 and passing , generally, by the latter, and two circumferential faces 15, 16, located in planes
perpendiculaires à l'axe 10.perpendicular to axis 10.
D'une façon générale, un moule de préfabrication délimite une cavité de coulée comprenant un fond, sensiblement horizontal, ménagé sur une table de moulage et des faces latérales sensiblement perpendiculaires Generally, a prefabrication mold delimits a casting cavity comprising a substantially horizontal bottom formed on a molding table and substantially perpendicular side faces.
au fond, et définies par des parois de coffrage fixées sur la table. at the bottom, and defined by formwork walls fixed on the table.
Lorsque, comme c'est le cas ici, l'élément préfabriqué a la forme d'une dalle d'épaisseur sensiblement constante et très inférieure aux autres dimensions, il est habituel de couler cette dalle à l'horizontale de façon à limiter la hauteur du béton Dans ce cas, la table de moulage présente une partie convexe constituant le fond du moule et ayant une courbure égale à celle de la face d'intrados 12 et une ouverture supérieure largement ouverte par laquelle le béton est coulé à partir d'une trémie après mise en place d'une armature dans la cavité du moule La face d'extrados 11 du voussoir est alors réalisée par lissage When, as is the case here, the prefabricated element has the form of a slab of substantially constant thickness and much less than the other dimensions, it is usual to pour this slab horizontally so as to limit the height concrete In this case, the molding table has a convex part constituting the bottom of the mold and having a curvature equal to that of the underside face 12 and a wide open upper opening through which the concrete is poured from a hopper after placing a frame in the mold cavity The upper surface 11 of the segment is then produced by smoothing
du béton au moyen d'une règle.concrete with a straightedge.
On a cependant constaté que, dans ce cas, la face d'extrados 11 ne présente pas une qualité de surface suffisante pour maintenir correctement l'étanchéité lorsque le tunnelier travaille sous forte pression. On a donc eu l'idée de modifier les conditions habituelles et de couler les voussoirs debout dans leur moule de façon que la face d'extrados du voussoir soit coffrée, lors de la coulée, par l'une des parois du moule au lieu d'être constituée, comme habituellement, par la However, it has been found that, in this case, the upper surface 11 does not have a sufficient surface quality to properly maintain the seal when the TBM is working under high pressure. We therefore had the idea of modifying the usual conditions and of pouring the segments standing in their mold so that the upper surface of the segment is shuttered, during the casting, by one of the walls of the mold instead of '' be constituted, as usual, by the
face correspondant à l'ouverture de coulée. face corresponding to the pouring opening.
Ainsi, on obtient une excellente qualité de surface de la face d'extrados 11 qui est coffrée et vibrée le long de la paroi verticale 31, ce qui permettra d'obtenir une très bonne étanchéité avec possibilité de glissement du joint D, placé en queue du tunnelier, le long de la face Thus, an excellent surface quality is obtained of the upper surface 11 which is shuttered and vibrated along the vertical wall 31, which will make it possible to obtain a very good seal with the possibility of sliding of the seal D, placed at the tail. of the tunneling machine, along the face
externe du revêtement.coating.
Sur la Figure 2, qui est une vue en coupe transversale, et sur la Figure 3, qui est une vue en perspective, on a représenté respectivement la coulée d'un élément de voussoir dans le moule et son décoffrage.5 Le moule 3 comprend une partie fixe constituant le fond et trois des faces latérales de la cavité de coulée 30, et une partie mobile constituant la cinquième face latérale et qui peut avantageusement être constituée par une porte ouvrable 31, comme on le voit sur la Figure 5. Etant donné que, dans l'exemple représenté, les parois latérales 33, 34,10 convergent radialement, il est avantageux pour faciliter le décoffrage, que la porte ouvrable constitue la paroi 31 de coffrage de la face convexe, c'est-à-dire l'extrados 11 du voussoir, la partie fixe comportant donc la paroi 32 de coffrage de la face concave 12, les deux côtés 33, 34, et le fond 35.15 Pour réaliser un voussoir, comme on l'a représenté sur la Figure 2, après avoir fermé la porte 31, on met tout d'abord en place un ferraillage préfabriqué 17, en le centrant bien par rapport aux parois, In Figure 2, which is a cross-sectional view, and in Figure 3, which is a perspective view, there is shown respectively the casting of a segment element in the mold and its formwork. The mold 3 comprises a fixed part constituting the bottom and three of the lateral faces of the casting cavity 30, and a movable part constituting the fifth lateral face and which can advantageously be constituted by an openable door 31, as seen in Figure 5. Given that in the example shown, the side walls 33, 34, 10 converge radially, it is advantageous to facilitate the formwork, that the openable door constitutes the formwork wall 31 of the convex face, that is to say the extrados 11 of the segment, the fixed part therefore comprising the formwork wall 32 of the concave face 12, the two sides 33, 34, and the bottom 35.15 To make a segment, as shown in FIG. 2, after having closed door 31, we put to first put in place a prefabricated reinforcement 17, centering it well in relation to the walls,
puis l'on coule le béton 18 de préférence en le vibrant Le moule 3 peut, à cet effet, être associé à un ou plusieurs vibreurs. then the concrete 18 is poured preferably by vibrating it. The mold 3 can, for this purpose, be associated with one or more vibrators.
Après la prise du béton, la porte 31 peut être ouverte et l'on décolle le voussoir Il de son moule 3 en le soulevant, comme on l'a After the setting of the concrete, the door 31 can be opened and the segment Il is removed from its mold 3 by lifting it, as has been
représenté sur la Figure 5, par l'intermédiaire d'élingues 28 qui s'accrochent sur des organes de manutention 4 fixés sur la face supérieure 16 de l'élément 1. represented in FIG. 5, by means of slings 28 which are hooked on handling members 4 fixed on the upper face 16 of the element 1.
Grâce à un tel mode de coulée, on peut obtenir une parfaite qualité de surface de la face d'extrados 11 du voussoir En revanche, Thanks to such a casting mode, it is possible to obtain a perfect surface quality of the upper surface 11 of the segment On the other hand,
c'est la face latérale 16 se trouvant au niveau de l'ouverture de coulée 30 qui, alors, doit être lissée et il en résulte une relative incertitude sur le positionnement géométrique de la face 16. it is the lateral face 16 located at the level of the pouring opening 30 which then has to be smoothed and this results in relative uncertainty about the geometrical positioning of the face 16.
En outre, pour effectuer dans de bonnes conditions la coulée du voussoir dans un moule placé debout, il est évidemment préférable que l'axe des parois cylindriques 11 et 12 soit vertical et, dans ce cas, les deux faces latérales opposées correspondant respectivement au fond du moule et à l'ouverture de coulée sont constituées par les deux faces35 circonférentielles 15 et 16 transversales à l'axe longitudinal du voussoir Or, comme le tunnelier doit prendre appui, pour son avancement, sur le revêtement en béton déjà réalisé, des poussées très importantes sont appliquées sur les faces circonférentielles 15 et 16 qui prennent appui les unes sur les autres De ce fait, des irrégularités de surface,5 même assez faibles, sur les faces en regard de deux voussoirs adjacents, peuvent entraîner des concentrations de contraintes provoquant une fissuration du voussoir. C'est pourquoi, selon l'une des caractéristiques essentielles de l'invention, on fait en sorte que la face supérieure 16 du voussoir présente d'une part une géométrie parfaite, et d'autre part une qualité de surface telle que l'on n'ait pas à craindre de concentration de contraintes. A cet effet, la face 16 est munie, lors de la coulée, d'au moins une plaque de répartition 5, en métal ou en matière synthétique, qui est In addition, to perform the casting of the segment in a standing mold under good conditions, it is obviously preferable for the axis of the cylindrical walls 11 and 12 to be vertical and, in this case, the two opposite lateral faces corresponding respectively to the bottom. of the mold and at the opening of the casting are constituted by the two circumferential faces35 and 16 transverse to the longitudinal axis of the segment Or, as the tunnel boring machine must bear, for its advancement, on the concrete covering already produced, thrusts very large are applied to the circumferential faces 15 and 16 which bear on one another. As a result, surface irregularities, even small enough, on the facing faces of two adjacent segments, can cause stress concentrations causing a crack in the segment. This is why, according to one of the essential characteristics of the invention, it is made so that the upper face 16 of the segment has on the one hand a perfect geometry, and on the other hand a surface quality such as the there is no need to fear a concentration of constraints. To this end, the face 16 is provided, during casting, with at least one distribution plate 5, of metal or synthetic material, which is
fixée dans le béton de façon à définir avec précision un plan d'assemblage du voussoir avec le voussoir adjacent le long de la face latérale 16. fixed in concrete so as to precisely define an assembly plane of the segment with the adjacent segment along the side face 16.
Chaque plaque d'appui 5 est munie, sur sa face interne, d'organes d'ancrage 53 et est scellée dans la face latérale 16 de la façon représentée schématiquement sur la Figure 4.20 Le moule 3 est muni, à sa partie supérieure, d'un dispositif relevable constitué d'au moins deux bras 7, articulés autour d'un axe horizontal et qui, lorsqu'ils sont abaissés, enjambent le moule et viennent se fixer, par leur extrémité 72, sur le bord supérieur de la paroi convexe 31.25 Pendant la plus grande partie de la coulée, les bras 7 sont relevés, comme indiqué sur la Figure 2, de façon à dégager l'ouverture de coulée 30 Par ailleurs, la ou les plaques 5 qui doivent être scellées dans la face 16 sont montées à l'avance sur des organes de support 51, 52, fixés aux bras 7.30 A la fin de la coulée, les bras 7 sont abaissés et la ou les plaques d'appui 5 se trouvent placées en travers de l'ouverture de coulée 30 du moule On règle alors avec précision la position verticale de la plaque 5 de façon que son niveau supérieur corresponde exactement aux dimensions théoriques du voussoir A cet effet, chaque organe de35 support 51, 52, comporte avantageusement un système de réglage fin, par Each support plate 5 is provided, on its internal face, with anchoring members 53 and is sealed in the lateral face 16 as shown schematically in Figure 4.20 The mold 3 is provided, at its upper part, with '' a lifting device consisting of at least two arms 7, articulated around a horizontal axis and which, when lowered, straddle the mold and are fixed, by their end 72, on the upper edge of the convex wall 31.25 During most of the casting, the arms 7 are raised, as shown in Figure 2, so as to clear the casting opening 30 Furthermore, the plate or plates 5 which must be sealed in the face 16 are mounted in advance on support members 51, 52, fixed to the arms 7.30 At the end of the casting, the arms 7 are lowered and the support plate or plates 5 are placed across the casting opening 30 of the mold Then the vertical position of the a plate 5 so that its upper level corresponds exactly to the theoretical dimensions of the segment For this purpose, each support member 51, 52 advantageously comprises a fine adjustment system, by
exemple à vis-écrou.example with screw-nut.
De la sorte, la face latérale 16 du voussoir peut être munie d'une ou plusieurs plaques de répartition 5 qui constituent des zones de In this way, the lateral face 16 of the segment can be provided with one or more distribution plates 5 which constitute zones of
transmission des poussées parfaitement positionnées et définissent un plan5 de référence d'appui correspondant exactement à la géométrie du voussoir. transmission of thrusts perfectly positioned and define a support reference plane5 corresponding exactly to the geometry of the segment.
Généralement, les deux faces latérales circonférentielles 15 et Generally, the two circumferential lateral faces 15 and
16 sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe des faces cylindriques 11 et 12, les semelles de répartition 5 étant horizontales. 16 are mutually parallel and perpendicular to the axis of the cylindrical faces 11 and 12, the distribution flanges 5 being horizontal.
Dans ce cas, comme on l'a représenté sur la Figure 1, les plans de10 jonction entre les différents tronçons tubulaires sont perpendiculaires à l'axe. In this case, as shown in Figure 1, the junction planes between the different tubular sections are perpendicular to the axis.
Cependant, les plans de jonction peuvent aussi être légèrement inclinés par rapport à l'axe, par exemple pour un changement de direction du tunnel Dans ce cas, les deux faces circonférentielles 15 et 16 ne sont15 plus parallèles et, en outre, leur distance peut varier en fonction de la position du voussoir Les dispositions selon l'invention permettent de résoudre facilement ce problème car il est possible de régler à volonté le niveau et l'orientation de chaque semelle 5 par rapport au fond 35 du moule sur lequel est coffrée la face opposée 15 A cet effet, chaque20 semelle 5 peut être suspendue à deux tiges 52 dont on règle différemment les longueurs, le support 51 de la semelle 5 pouvant comporter une articulation pour régler l'orientation de la semelle. L'inclinaison de la face 16 par rapport à l'horizontale sera généralement assez faible pour ne pas présenter d'inconvénients à la However, the junction planes can also be slightly inclined relative to the axis, for example for a change of direction of the tunnel. In this case, the two circumferential faces 15 and 16 are no longer parallel and, moreover, their distance can vary according to the position of the segment The arrangements according to the invention make it possible to easily resolve this problem because it is possible to adjust at will the level and the orientation of each soleplate 5 relative to the bottom 35 of the mold on which the Opposite face 15 To this end, each sole 5 can be suspended from two rods 52 whose lengths are adjusted differently, the support 51 of the sole 5 may include an articulation to adjust the orientation of the sole. The inclination of the face 16 relative to the horizontal will generally be small enough not to present any disadvantages to the
coulée En cas d'inclinaison plus forte, on pourrait envisager d'incliner l'ensemble du moule 3 de façon que la face 16 soit horizontale. casting In the event of a steeper inclination, one could envisage inclining the entire mold 3 so that the face 16 is horizontal.
Les dispositions que l'on vient de décrire pour le maintien des semelles de répartition 5 peuvent avantageusement être utilisées pour The arrangements which have just been described for maintaining the distribution soles 5 can advantageously be used for
sceller d'autres organes accessoires au niveau de la face supérieure 16 du30 voussoir. seal other accessory members at the upper face 16 of the segment.
En particulier, dans de nombreux cas, il est nécessaire prévoir, entre les faces en regard des voussoirs adjacents, un joint d'étanchéité In particular, in many cases, it is necessary to provide, between the facing faces of the adjacent segments, a seal
qui, dans l'exemple représenté, comprendra quatre sections s'étendant respectivement le long des quatre faces latérales 13, 14, 15, 16, du35 voussoir. which, in the example shown, will include four sections extending respectively along the four side faces 13, 14, 15, 16, du35 voussoir.
Un tel joint 6 comprend, d'une façon générale, une partie externe 60 dépassant à l'extérieur et une partie interne 61 de fixation dans le voussoir. Sur la Figure 5, on a représenté, à titre d'exemple, un tel joint d'étanchéité 6 en une matière élastique telle qu'un élastomère, fixé de façon amovible dans une rainure 62 ménagée sur la face latérale du voussoir 1. Dans ce cas, le joint 6 est en deux matières différentes, la partie externe 60 étant réalisée en une matière spécialement adaptée pour assurer l'étanchéité avec l'extrados du voussoir tout en permettant les glissements alors que la partie interne 61 est simplement prévue pour s'engager de façon amovible et étanche dans la rainure 62. Par exemple, la partie 60 constituera avantageusement un joint "hydrogonflant" qui se gonfle au contact des liquides, et qui est "clipsé'T sur la partie interne 61 qui constitue une base de fixation Cette dernière peut avantageusement avoir une section trapézoïdale, la rainure 62 ayant une section en queue d'aronde correspondante En outre, la partie Such a seal 6 generally comprises an external part 60 protruding outside and an internal part 61 for fixing in the segment. In Figure 5, there is shown, by way of example, such a seal 6 made of an elastic material such as an elastomer, removably fixed in a groove 62 formed on the lateral face of the segment 1. In in this case, the seal 6 is made of two different materials, the external part 60 being made of a material specially adapted to ensure sealing with the upper surface of the segment while allowing sliding while the internal part 61 is simply provided for s 'removably and tightly engage in the groove 62. For example, the part 60 will advantageously constitute a "water-swelling" seal which swells on contact with liquids, and which is "clipped'T on the internal part 61 which constitutes a base of fixing The latter can advantageously have a trapezoidal section, the groove 62 having a corresponding dovetail section In addition, the part
61 peut être munie d'évidements qui facilitent sa déformation. 61 can be provided with recesses which facilitate its deformation.
Le joint 6 ainsi que la rainure 62 sont constitués de quatre sections correspondant, respectivement, aux quatre faces latérales 13, 14, The seal 6 as well as the groove 62 consist of four sections corresponding, respectively, to the four lateral faces 13, 14,
, 16 du voussoir., 16 of the segment.
Pour réaliser les trois sections de rainure sur les faces coffrées 13, 14, 15 du voussoir, il suffit de placer sur les parois correspondantes 33, 34, 35 du moule 3 une règle 63 en trois sections qui25 font saillie sur les faces de coffrage de façon à s'incorporer dans le voussoir 1 à la coulée Après le dcoffrage de l'élément, chaque section de règle 63 est retirée, l'empreinte ainsi réservée constituant la rainure 62 Bien entendu, compte tenu du profil en queue d'aronde de la rainure, il faut permettre le retrait de la règle 63, par exemple en la réalisant To make the three groove sections on the shuttering faces 13, 14, 15 of the segment, it suffices to place on the corresponding walls 33, 34, 35 of the mold 3 a rule 63 in three sections which protrude from the shuttering faces of so as to be incorporated in the segment 1 at the casting After the formwork is removed, each rule section 63 is removed, the imprint thus reserved constituting the groove 62 Of course, taking into account the dovetail profile of the groove, you must allow the removal of rule 63, for example by making it
en plusieurs parties, mais ceci fait partie des problèmes connus et que l'on sait résoudre dans les techniques de préfabrication. in several parts, but this is one of the known problems that we know how to solve in prefabrication techniques.
Pour réaliser la rainure sur la face supérieure 16 de l'élément, on utilise une règle horizontale 64 qui est maintenue au niveau voulu par des supports 71 fixés sur les bras 7 de support des plaques 5 et dont les35 longueurs peuvent être réglées de faon à positionner avec précision la To make the groove on the upper face 16 of the element, a horizontal rule 64 is used which is maintained at the desired level by supports 71 fixed on the arms 7 for supporting the plates 5 and the lengths of which can be adjusted so as to precisely position the
règle 64.rule 64.
A titre d'exemple, sur la Figure 6, on a représenté un autre mode de réalisation du joint 6 Ce dernier, qui est réalisé en une matière élastomère compressible, comprend une partie de fixation 65 destinée à être scellée dans le béton A cet effet, le joint 6 est fixé de façon amovible sur l'extrémité du support 71 dont la longueur peut être réglée, For example, in Figure 6, there is shown another embodiment of the seal 6 The latter, which is made of a compressible elastomeric material, comprises a fixing portion 65 intended to be sealed in concrete For this purpose , the seal 6 is removably attached to the end of the support 71, the length of which can be adjusted,
pour que la partie supérieure du joint 6 dépasse au-dessus du niveau de l'ouverture 30 Lors de la coulée du moule, le joint 6 est scellé dans le béton par sa partie 65 et reste donc fixé le long de la face 16 lorsque10 les supports 71 sont retirés. so that the upper part of the joint 6 protrudes above the level of the opening 30 During the casting of the mold, the joint 6 is sealed in the concrete by its part 65 and therefore remains fixed along the face 16 when 10 the supports 71 are removed.
Les parois 33, 34, 35, du moule peuvent être équipées de la même façon pour réaliser les sections de joint correspondant respectivement aux faces 13, 14, 15. Par ailleurs, le voussoir 1 doit être muni, comme on l'a vu, de crochets 4 sur lesquels on accroche des élingues pour le démoulage et la manutention du voussoir et ces crochets doivent pouvoir être retirés au moment de la pose pour dégager entièrement la face d'appui 16. C'est pourquoi chaque crochet de manutention 4 peut avantageusement être muni d'une partie filetée qui s'engage dans une The walls 33, 34, 35 of the mold can be equipped in the same way to produce the joint sections corresponding respectively to the faces 13, 14, 15. Furthermore, the segment 1 must be provided, as we have seen, hooks 4 on which slings are hung for demolding and handling the segment and these hooks must be able to be removed at the time of installation in order to fully release the bearing face 16. This is why each handling hook 4 can advantageously have a threaded part which engages in a
douille 41 filetée intérieurement et scellée dans le voussoir 1, lors de la coulée. bush 41 internally threaded and sealed in the segment 1, during casting.
Comme on l'a représenté sur le Figure 6, les douilles 41, qui sont munies, sur leur face externe, de parties d'ancrage, sont vissées sur des supports 42 montées sur les bras 7 et dont la longueur peut être25 réglée Ainsi, lorsque l'on abaisse les bras 7, les douilles 41 se trouvent placées au niveau voulu et sont noyées dans la partie supérieure de l'lément 1 lors de la coulée du béton Après la prise, les supports 42 sont simplement dévissés, chaque douille 41 restant scellée dans le béton pour la fixation amovible d'un crochet 4.30 Bien entendu, l'invention ne se limite pas au détail des modes de réalisation qui viennent d'être décrits et qui pourraient faire l'objet d'autres variantes, chaque élément de voussoir 1 pouvant être muni d'autres organes accessoires placés à l'avance sur le moule. C'est ainsi que, sur la Figure 7 qui montre un exemple de voussoir réalisé selon l'invention, la face interne 12 du voussoir est munie de logements 43 dans lesquels débouchent des orifices 44 servant au passage de tire-fonds pour la fixation entre eux des voussoirs, les logements 43 et les orifices 44 étant réservés lors du moulage par des inserts adéquats placés dans le moule 3. Par ailleurs, on a décrit l'invention dans le cas de voussoirs ayant une forme générale rectangulaire, comprenant quatre parois latérales planes, respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe, mais les mêmes dispositions pourraient s'appliquer à des voussoirs d'autres formes As shown in FIG. 6, the sockets 41, which are provided, on their external face, with anchoring parts, are screwed onto supports 42 mounted on the arms 7 and the length of which can be adjusted. when the arms 7 are lowered, the sockets 41 are placed at the desired level and are embedded in the upper part of the element 1 during the pouring of the concrete After setting, the supports 42 are simply unscrewed, each socket 41 remaining sealed in the concrete for the removable fixing of a hook 4.30 Of course, the invention is not limited to the detail of the embodiments which have just been described and which could be the subject of other variants, each element segment 1 which can be fitted with other accessory members placed in advance on the mold. Thus, in Figure 7 which shows an example of segment produced according to the invention, the internal face 12 of the segment is provided with housings 43 into which open holes 44 serving for the passage of lag screws for fixing between them segments, the housings 43 and the orifices 44 being reserved during molding by suitable inserts placed in the mold 3. Furthermore, the invention has been described in the case of segments having a generally rectangular shape, comprising four side walls planes, respectively parallel and perpendicular to the axis, but the same provisions could apply to segments of other shapes
ayant des faces latérales éventuellement convexes ou concaves. having side faces which may be convex or concave.
Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de The reference signs, inserted after the technical characteristics mentioned in the claims, have the sole purpose of
faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. to facilitate the understanding of the latter and in no way limit their scope.
Claims (8)
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