WO1999046450A1 - Ouvrage de passage sous remblai - Google Patents

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WO1999046450A1
WO1999046450A1 PCT/FR1999/000518 FR9900518W WO9946450A1 WO 1999046450 A1 WO1999046450 A1 WO 1999046450A1 FR 9900518 W FR9900518 W FR 9900518W WO 9946450 A1 WO9946450 A1 WO 9946450A1
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curvature
upper element
embankment
wall
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Inventor
Marcel Matiere
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Societe Civile de Brevets Matiere
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Societe Civile de Brevets Matiere
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the subject of the invention is a work of passage under embankment likely to have a very large section, corresponding in particular to the road gauge, such a work being usable in particular for the passage under embankment of road or rail traffic.
  • the tubular wall is centered on a longitudinal axis and comprises, in cross section, at least three prefabricated elements, respectively an upper element in an arc of a circle, resting on two side elements separated one from the other and each comprising a base resting on the ground and a side wall having an upper part curved towards the inside of the section so as to connect to the upper element.
  • the previous invention makes it possible to produce very economically structures that can have a very large cross-section corresponding to the road gauge. It has even been possible to carry out, very economically, works covering several lanes of road traffic, for example, for motorways bypassing a city which can advantageously be buried so as to protect the environment.
  • the longitudinal joints are usually made up of simple joints with a horizontal axis and it has been observed that such an arrangement allows to carry out works of very large section and capable of supporting a large load, for example the circulation of a motorway over the structure.
  • a semicircular section leads to giving the structure a relatively large height relative to its width since it is equal to about half of the latter.
  • the inventor therefore proposed using elements of different radii, the upper element, which still covers an angular sector of 90 °, having a radius larger than the curved parts of the side elements. In this way, the same arrangement of the joints articulated between the elements is kept, but the range between these joints can be increased.
  • the deflection of the circular arc is proportional to the distance between supports and, due to the large radius required, the heightening with the key relative to the lateral supports may be too great to use this technique when the difference in height between the background on which the structure is placed and the taxiway passing over it is insufficient.
  • passage structures of rectangular section can be made, consisting of a slab resting on two vertical walls, but the prefabrication technique can only be used for reduced passage sections, of the order of 10 to 15 m 2 . Indeed, for larger dimensions, prefabricated elements would no longer be manageable and it is then necessary to use the conventional techniques of bridge construction.
  • the object of the invention is therefore to extend the possibilities of application of the technique of construction of engineering structures by prefabricated elements described in the patents cited above from the same inventor, by making it possible to reduce the total height of the work in relation to its scope, while retaining the essential advantages of the prior art.
  • the invention therefore relates, in general, to an embankment passage structure comprising a tubular wall having a longitudinal axis and consisting of a plurality of concrete elements produced in advance and juxtaposed along longitudinal joints and transverse, said elements being assembled on the construction site so as to form a tubular wall comprising, in cross section with its axis, at least three prefabricated elements, respectively an upper element having two lateral sides parallel to the longitudinal axis and two elements sideways apart from each other and each comprising a base resting on the ground and a side wall having an upper part curved towards the inside of the section, with an upper edge parallel to the longitudinal axis, the element upper resting by its lateral sides along longitudinal joints, on the upper edges of the side elements.
  • each upper element comprises a cylindrical wall with generation parallel to the longitudinal axis and having a transverse profile with double curvature comprising a central part with small curvature extended by two end parts each having the same radius of curvature as the curved upper part of the side element corresponding, so as to be connected tangentially thereto, said double curvature wall being associated with at least one stiffening rib capable of absorbing the stresses resulting from the self-weight of the upper element and from the load applied by the backfill covering the tubular wall.
  • the curvature of the central part of the central part of the upper element is determined so that the total height, by the key, of the work, does not exceed a given limit and that the stiffening rib has a moment d sufficient inertia to give the upper member the necessary bending strength, taking into account the distance between the lateral sides and the loads applied.
  • the lateral sides of the upper element and the upper edges of the side elements are provided with conjugate support parts, respectively hollow and projecting, so as to provide two articulated longitudinal joints, the tangential connection of the supporting parts of the upper element with the side elements determining the transmission of the support forces, in each longitudinal joint, in directions inclined with respect to the horizontal, with a horizontal component directed towards the outside.
  • the longitudinal joint plane between the upper edge of a side element and the lateral side of the upper element resting thereon passes through a common center of curvature and is inclined substantially at 45 ° relative to horizontally.
  • Figure 1 shows schematically, in cross section, a structure under embankment according to the invention.
  • Figure 2 is a detail view of a longitudinal joint.
  • Figure 3 shows a variant.
  • FIG. 1 there is shown schematically, in cross section, a passage structure according to the invention, comprising a tubular wall 1 disposed on the bottom 11 leveled and packed with a trench 10 and covered with an embankment 12 up to at an upper level 13 located at a height h above the bottom 11 of the trench 10, to allow the passage of a traffic lane above the structure.
  • the tubular wall 1 consists, in general, of prefabricated elements of reinforced or prestressed concrete, which are juxtaposed so as to form successive sections centered on a longitudinal axis O.
  • Such an arrangement has been described in detail, in particular in previous patents EP-0.081.402. and EP-0,244,890 from the same inventor.
  • each section comprises, in cross section, at least three elements, respectively two side elements 2, 2 'and an upper element 3, having two lateral sides 31, 31', parallel to the longitudinal axis O of the structure, which rest on the upper edges 21, 21 'of the side elements 2, 2'.
  • Each side element 2, 2 ′ comprises a sole 22 forming a base with a flat bottom 22 and a side wall 23 extending upwards, bending inwards at least at its upper part 24. The assembly is balanced so that the prefabricated side element 2 can be placed on the ground and stand by itself without scaffolding, even under the weight of the upper element 3.
  • the bases of the side elements are connected by a concrete slab which allows the load applied to be distributed over a large area.
  • the raft can be removed if the bearing capacity of the bottom 11 of the trench allows it and, in particular, when the span of the structure between the bases of the side elements 2, 2 'is important.
  • each side element has the particular shape shown in Figure 1, the sole 22 comprising two wings 22a, 22b extending respectively outward and inwardly of the section, on either side. of the foot of the side wall 23 over a width determined according to the lift of the ground and the stability conditions.
  • the wall 23 is curved inwards, experience has shown that such an element can be perfectly stable, even for very large spans.
  • the passage section is cut, according to patent EP-0.081.402, from so that the longitudinal joints between the elements are placed in areas of constraint nodes whose positions are determined by studying the influence of the applied loads.
  • articulated joints between each lateral side 31 of the upper element 3 and the upper edge 21 of the associated side element 2. These articulated joints are produced in the manner shown in FIG. 2, the upper edge 21 of the side element 2 being provided with a concave groove 41 while the lateral side 31 of the upper element 3 is provided with a convex edge 42.
  • the tubular wall of the structure has a semicircular section symbolized by the dotted line SI in FIG. 1. It can be seen that the height of the structure, at the key is equal to half the span between supports.
  • the rectangular gauge for passage in such a structure for example for a road traffic lane, therefore has a height of the order of half the width.
  • the passage gauge G shown in phantom in the figure has a width L greater than twice the height H.
  • the overall height hl of the key structure remains quite large and may be too high when the difference in height h between the upper level of the taxiway 13 passing over the structure and the bottom 11 thereof is reduced.
  • the invention provides a solution to this problem while retaining, however, most of the advantages of the previously known arrangement.
  • the structure according to the invention comprises, in cross section with its axis 0, an upper element 3 resting by its lateral sides 31, 31 'on the upper edges 21, 21' of two side elements 2, 2 'which can be perfectly identical to the side elements used in previously known structures.
  • Each side element 2 therefore comprises, as in the previous arrangements, a side wall 23 of which at least the upper part 24 is curved so as to form a circular sector centered at a point Ol and which extends vertically from a sole-shaped base comprising two wings, respectively external 22a and internal 22b resistant to the overturning of the element 2 inwards or outwards.
  • the upper element 3 has, however, a particular shape. It consists, in fact, of a curved wall 30 associated with a stiffening rib 32.
  • the wall 30 has a cylindrical shape with generatrices parallel to the longitudinal axis 0 and having a double curvature. It comprises, in fact, a central part 33 with a very large radius of curvature which is connected to two end parts 34, 34 'having a radius of curvature equal to that of the curved upper part of the side wall 23, 23' of the 'associated side element 2, 2'.
  • the two parts 34 and 24 are therefore centered at the same point 01, O'I and extend, respectively, on either side of the joint plane P.
  • the central part 33 with a large radius of curvature can even be planar, as in the embodiment of FIG. 1, and is progressively connected to the end parts 34, 34 ′ centered at 01, O'I.
  • the height e of the rib 32 is determined so as to give the assembly a sufficient moment of inertia to withstand the forces applied to the part 33 of the element 3.
  • the elements are dimensioned so that the longitudinal supports are spaced apart by a width L and placed at a height H above the bottom 11, these dimensions corresponding to the desired clearance gauge G.
  • the upper element 3 can be calculated as a beam with variable section resting on two articulated supports constituted by the longitudinal joints 4, 4 'formed on the upper edges 21, 21' of the side elements 2, 2 '.
  • the height e is therefore not greater than that of a flat deck resting on two vertical abutments, in order to limit the same size.
  • the articulated joint 4 can be produced in the same way, the joint plane P preferably being inclined relative to the horizontal, by an angle A equal to 45 °.
  • this type of joint has given the best results, even for very large spans.
  • the tangential connection of the elements by parts 24 and 34 of the same radius of curvature makes it possible to ensure the continuous transmission of forces by arching effect and to retain a certain flexibility of the structure which is particularly useful for resisting differential settlement and, even, to earthquakes, as we have been able to verify.
  • the forces applied to the two articulated joints 4, 4 ′ have a component horizontal tending to push outwards the side elements 2, 2 'which bear on the side embankments, the latter being made so as to participate in the strength of the structure.
  • the inwardly curved shape of the side elements 2, 2 'and the possibility of giving them a very small thickness with respect to their length gives the assembly a certain flexibility making it possible to mobilize the embankments. It appears that the total height H 'of the structure is not appreciably greater than that of a structure of rectangular section and therefore allows the passage of a traffic lane 13 at a fairly reduced height H above the bottom 11 of the trench 10, the upper element 3 can be covered with a thin layer of fill.
  • the particular shape of the upper element makes it possible to reduce the effects of settlement which normally occur at the edge of a flat deck and which lead to degradation of the roadway. Indeed, since the central part 33 is extended by parts 34 of greater curvature, the thickness of the fill gradually increases until the lateral supports 4, 4 'which are further from the upper surface 13 and, due of the continuity of the circular external wall, this gradual increase or decrease in the height of the embankment above the concrete wall ensures better absorption of the threshold effect when the structure passes.
  • the upper element 33 it is possible to use the usual techniques of reinforced concrete, in particular prestressing, so as to reduce the height of the stiffening rib. We can also increase the number of ribs associated with each element.
  • the side elements 2, 2 ′ have a center of curvature 01 placed at the level of the bottom 11, so as to increase the height of the curved part 24 for a given ratio of the width L to the height H of the template.
  • the height e of the rib must be just sufficient to give the upper element 3 the necessary resistance to bending while ensuring the desired clearance gauge.
  • the internal edges of the bases 22, 22 'of the side elements can be connected by a concrete slab allowing the load to be distributed over a large area.

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Abstract

L'invention a pour objet un ouvrage de passage sous remblai (12), limité par une paroi tubulaire (1) comprenant, en section transversale à son axe (O), au moins trois éléments, respectivement un élément supérieur (3) reposant par ses côtés latéraux (31, 31'), sur les bords supérieurs (21) de deux éléments de côté (2, 2') ayant une partie supérieure (24, 24') incurvée du côté de l'axe (O). Selon l'invention, chaque élément supérieur (3) comprend une paroi (30) ayant un profil transversal à double courbure comprenant une partie centrale (33) à faible courbure prolongé par deux parties extrêmes (34, 34') ayant chacune un même rayon de courbure que la partie supérieure incurvée (24, 24') de l'élément de côté (2, 2') correspondant et associée à au moins une nervure de raidissement (32). L'invention s'applique spécialement à la réalisation d'ouvrages de grande section pour la circulation ferroviaire ou routière.

Description

Ouyrage de passage sous remblai
L'invention a pour objet un ouvrage de passage sous remblai susceptible de présenter une très grande section, correspondant notamment au gabarit routier, un tel ouvrage étant utilisable en particulier pour le passage sous remblai d'une circulation routière ou ferroviaire.
L'évolution technique, en particulier la nécessité de construire de nouvelles voies de circulation, telles que des autoroutes ou des lignes de transport ferroviaire à grande vitesse, conduit à multiplier les passages surélevés. En effet, une ligne ferroviaire ou une autoroute doivent avoir un profil en long régulier, sans rampe importante et nécessite, en outre, la suppression des intersections. Depuis un certain temps on est donc amené à réaliser des voies de circulation sur un remblai qui égalise le profil, ce qui nécessite la construction d'ouvrages nombreux pour le passage des voies de circulation secondaire, des lignes ferroviaires et des rivières.
Pour résoudre de tels problèmes, l'inventeur a proposé, il y a quelques années, de réaliser des ouvrages de passage sous remblai par une technique nouvelle qui présente de très nombreux avantages et a connu un grand développement.
Cette technique qui est décrite, en particulier, dans les brevets européens N° 0.081.402 et N° 0.244.890 du même inventeur, consiste à réaliser une paroi tubulaire constituée d'éléments préfabriqués en béton qui sont réalisés à l'avance, transportés sur le chantier lorsque l'usine de préfabrication est éloignée, et assemblés sur le site de construction, l'ensemble étant ensuite, recouvert d'un remblai. D'une façon générale, la paroi tubulaire est centrée sur un axe longitudinal et comprend, en section transversale, au moins trois éléments préfabriqués , respectivement un élément supérieur en arc de cercle, reposant sur deux éléments de côté écartés l'un de l'autre et comprenant chacun une base reposant sur le sol et une paroi latérale ayant une partie supérieure incurvée vers l'intérieur de la section de façon à se raccorder à l'élément supérieur. La précédente invention permet de réaliser de façon très économique des ouvrages que pouvent avoir une très grande section de passage correspondant au gabarit routier. Il a même été possible de réaliser, de façon très économique des ouvrages couvrant plusieurs voies de circulation routière, par exemple, pour des autoroutes de contournement d'une ville qui peuvent avantageusement être enterrées de façon à protéger l'environnement.
Bien entendu, il est plus économique d'utiliser, autant que possible, des éléments standard dont on connaît les caractéristiques et les performances et, en pratique, on réalise habituellement des ouvrages à section demi-circulaire, comprenant deux éléments de côté ayant une partie supérieure incurvée en arc de cercle et se raccordant à un élément supérieur de même rayon de courbure. Dans le mode de réalisation le plus courant, l'élément supérieur couvre un secteur circulaire de 90°, de telle sorte que les plans de joint entre les éléments de côté et l'élément supérieur sont inclinés symétriquement de 45° par rapport à la verticale.
Les joints longitudinaux sont habituellement constitués de simples articulations à axe horizontal et l'on a observé qu'une telle disposition permettait de réaliser des ouvrages de très grande section et pouvant supporter une charge importante, par exemple la circulation d'une voie autoroutière au-dessus de 1'ouvrage . Cependant, l'utilisation d'une section demi- circulaire conduit à donner à l'ouvrage une hauteur relativement importante par rapport à sa largeur puisqu'elle est égale à environ la moitié de celle-ci. Pour augmenter la portée entre les éléments de côté, l'inventeur a donc proposé d'utiliser des éléments de rayons différents, l'élément supérieur, qui couvre encore un secteur angulaire de 90°, ayant un rayon plus grand que les parties incurvées des éléments de côtés. De la sorte, on garde la même disposition des joints articulés entre les éléments mais la portée entre ces articulations peut être augmentée. Toutefois, la flèche de l'arc circulaire est proportionnelle à la distance entre appui et, en raison de grand rayon nécessaire, la surélévation à la clé par rapport aux appuis latéraux peut être trop importante pour utiliser cette technique lorsque la différence de hauteur entre le fond sur lequel est posé l'ouvrage et la voie de circulation passant au- dessus de celui-ci est insuffisante. Dans un tel cas, on peut réaliser des ouvrages de passage de section rectangulaire constitués d'une dalle reposant sur deux murs verticaux mais la technique de la préfabrication ne peut être utilisée que pour des sections de passage réduites, de l'ordre de 10 à 15 m2. En effet, pour de plus grandes dimensions, des éléments préfabriqués ne seraient plus maniables et l'on est alors obligé d'utiliser les techniques classiques de construction des ponts. L'invention a donc pour objet d'étendre les possibilités d'application de la technique de construction d'ouvrages d'art par éléments préfabriqués décrite dans les brevets cités plus haut du même inventeur, en permettant de réduire la hauteur totale de l'ouvrage par rapport à sa portée, tout en conservant les avantages essentiels de la technique antérieure.
L'invention concerne donc, d'une façon générale, un ouvrage de passage sous remblai comprenant une paroi tubulaire ayant un axe longitudinal et constituée d'une pluralité d'éléments en béton réalisés à l'avance et juxtaposés le long de joints longitudinaux et transversaux, lesdits éléments étant assemblés sur le site de construction de façon à former une paroi tubulaire comprenant, en section transversale à son axe, au moins trois éléments préfabriqués, respectivement un élément supérieur ayant deux côtés latéraux parallèles à l'axe longitudinal et deux éléments de côté écartés l'un de l'autre et comprenant chacun une base reposant sur le sol et une paroi latérale ayant une partie supérieure incurvée vers l'intérieur de la section, avec un bord supérieur parallèle à l'axe longitudinal, l'élément supérieur reposant par ses côtés latéraux le long de joints longitudinaux, sur les bords supérieurs des éléments de côté.
Conformément à l'invention, chaque élément supérieur, comprend une paroi cylindrique à génération parallèles à l'axe longitudinal et ayant un profil transversal à double courbure comprenant une partie centrale à faible courbure prolongée par deux parties extrêmes ayant chacune même rayon de courbure que la partie supérieure incurvée de l'élément de côté correspondant, de façon à se raccorder tangentiellement à celui-ci, ladite paroi à double courbure étant associée à au moins une nervure de raidissement susceptible d'encaisser les contraintes résultant du poids propre de l'élément supérieur et de la charge appliquée par le remblai recouvrant la paroi tubulaire.
La courbure de la partie centrale de la partie centrale de l'élément supérieur est déterminée de telle sorte que la hauteur totale, à la clé, de l'ouvrage, ne dépasse pas une limite donnée et que la nervure de raidissement ait un moment d'inertie suffisant pour donner à l'élément supérieur la résistance à la flexion nécessaire, compte tenu de la distance entre les côtés latéraux et des charges appliquées.
De façon particulièrement avantageuse, les côtés latéraux de l'élément supérieur et les bords supérieurs des éléments de côté sont munis de parties d'appui conjuguées, respectivement en creux et en saillie, de façon à ménager deux joints longitudinaux articulés, le raccordement tangentiel des parties en appui de l'élément supérieur avec les éléments de côté déterminant la transmission des efforts d'appui, en chaque joint longitudinal, suivant des directions inclinées par rapport à l'horizontale, avec une composante horizontale dirigée vers l'extérieur.
De préférence, le plan de joint longitudinal entre le bord supérieur d'un élément de côté et le côté latéral de l'élément supérieur en appui sur celui-ci, passe par un centre de courbure commun et est incliné sensiblement à 45° par rapport à l'horizontale. Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 montre schématiquement, en coupe transversale, un ouvrage sous remblai selon l'invention.
La figure 2 est une vue de détail d'un joint longitudinal. La figure 3 montre une variante.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe transversale, un ouvrage de passage selon l'invention, comprenant une paroi tubulaire 1 disposée sur le fond 11 aplani et tassé d'une tranchée 10 et recouverte d'un remblai 12 jusqu'à un niveau supérieur 13 se trouvant à une hauteur h au-dessus du fond 11 de la tranchée 10, pour permettre le passage d'une voie de circulation au- dessus de l'ouvrage. La paroi tubulaire 1 est constituée, d'une façon générale, d'éléments préfabriqués en béton armé ou précontraint, qui sont juxtaposés de façon à former des tronçons successifs centrés sur un axe longitudinal O. Une telle disposition a été décrite en détail, notamment dans les brevets précédents EP-0.081.402. et EP-0.244.890 du même inventeur.
D'une façon générale, chaque tronçon comprend, en section transversale, au moins trois éléments, respectivement deux éléments de côté 2, 2' et un élément supérieur 3, ayant deux côtés latéraux 31, 31', parallèles à l'axe longitudinal O de l'ouvrage, qui reposent sur les bords supérieurs 21, 21' des éléments de côté 2, 2'. Chaque élément de côté 2 , 2 ' comprend une semelle 22 formant une base à fond plan 22 et une paroi latérale 23 s'etendant vers le haut, en s 'incurvant vers l'intérieur au moins à sa partie supérieure 24. L'ensemble est équilibré de telle sorte que l'élément de côté préfabriqué 2 puisse être posé sur le sol et tienne debout par lui même sans échafaudage, même sous le poids de l'élément supérieur 3. Dans les modes de réalisation décrits dans le brevet précédent EP-0.081.402, les bases des éléments de côté sont reliées par un radier bétonné qui permet de répartir la charge appliquée sur une grande surface. Cependant, le radier peut être supprimé si la portance du fond 11 de la tranchée le permet et, en particulier, lorsque la portée de l'ouvrage entre les bases des éléments de côté 2, 2' est importante.
Dans ce cas, chaque élément de côté présente la forme particulière représentée sur la figure 1, la semelle 22 comprenant deux ailes 22a, 22b s'etendant respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur de la section, de part et d'autre du pied de la paroi latérale 23 sur une largeur déterminée en fonction de la portance du sol et des conditions de stabilité. Bien que la paroi 23 soit incurvée vers l'intérieur, l'expérience a montré qu'un tel élément pouvait être parfaitement stable, même pour de très grandes portées.
La structure décrite dans le brevet précédent EP-0.081.402 a connu un grand développement industriel en raison des nombreux avantages apportés par cette technique originale de réalisation d'ouvrages d'art.
En particulier, le découpage de la section de passage est réalisé, selon le brevet EP-0.081.402, de façon que les joints longitudinaux entre les éléments se trouvent placés dans des zones de noeuds de contraintes dont les positions sont déterminées en étudiant l'influence des charges appliquées. Ainsi, on peut réaliser des éléments aussi grands que possible et diminuer ainsi le nombre d'éléments permettant de réaliser la section de passage désirée.
L'expérience a montré que, dans le cas d'une voûte demi-circulaire, ces joints pouvaient être placés de telle sorte que les deux plans de joint entre l'élément supérieur et chaque élément de côté soient inclinés de 45° par rapport à l'horizontale.
Par ailleurs, il est particulièrement avantageux de ménager des joints articulés entre chaque côté latéral 31 de l'élément supérieur 3 et le bord supérieur 21 de l'élément de côté 2 associé. Ces joints articulés sont réalisés de la façon représentée sur la figure 2, le bord supérieur 21 de l'élément de côté 2 étant muni d'une rainure concave 41 alors que le côté latéral 31 de l'élément supérieur 3 est muni d'un rebord convexe 42.
On obtient ainsi une très grande souplesse de la construction qui facilite, notamment, la réalisation du remblai par couches successives car les articulations permettent de légers déplacements pour l'ajustement des éléments. De plus, après la mise en service, les contraintes appliquées sous la charge du remblai et des surchages sont transmises tangentiellement par effet de voûte, de l'élément supérieur aux éléments de côté qui prennent appui latéralement sur le remblai.
Par ailleurs, en raison de la grande résistance apportée par le positionnement judicieux des joints entre éléments, Il est possible de diminuer leur poids, ce qui facilite leur manutention même pour de très grandes dimensions.
Dans les modes de réalisation décrits dans le brevet EP-0.081.402 , la paroi tubulaire de l'ouvrage présente une section demi-circulaire symbolisée la ligne en pointillés SI sur la figure 1. On voit que la hauteur de l'ouvrage, à la clé, est égale à la moitié de la portée entre appuis. Le gabarit rectangulaire de passage dans un tel ouvrage, par exemple pour une voie de circulation routière, présente donc une hauteur de l'ordre de la moitié de la largeur.
Comme on l'a indiqué, pour diminuer la hauteur de l'ouvrage par rapport à sa largeur, il est possible de donner à l'élément supérieur un rayon de courbure plus grand que celui des éléments de côté auxquels il se raccorde tangentiellement, selon le profil S2 indiqué en pointillé sur la figure 1. Dans ce cas, le gabarit de passage G représenté en traits mixte sur la figure présente une largeur L plus grande que le double de la hauteur H. Cependant, la hauteur globale hl de l'ouvrage à la clé reste assez importante et peut être trop élevée lorsque la différence de hauteur h entre le niveau supérieur de la voie de circulation 13 passant au-dessus de l'ouvrage et le fond 11 de celui-ci est réduite.
L'invention apporte une solution à ce problème en conservant, cependant, l'essentiel des avantages de la disposition connue précédemment.
Comme le montre, en effet, la figure 1, l'ouvrage selon l'invention comprend, en section transversale à son axe 0, un élément supérieur 3 reposant par ses côtés latéraux 31, 31' sur les bords supérieurs 21, 21' de deux éléments de côté 2, 2' qui peuvent être parfaitement identiques aux éléments de côté utilisés dans les structures connues auparavant.
Chaque élément de côté 2 comprend donc, comme dans les dispositions antérieures, une paroi latérale 23 dont au moins la partie supérieure 24 est incurvée de façon à former un secteur circulaire centré en un point Ol et qui s'étend verticalement à partir d'une base en forme de semelle comprenant deux ailes, respectivement externe 22a et interne 22b résistant au renversement de l'élément 2 vers l'intérieur ou vers l'extérieur.
L'élément supérieur 3 présente, en revanche, une forme particulière. Il est constitué, en effet, d'une paroi incurvée 30 associée à une nervure de raidissement 32. La paroi 30 présente une forme cylindrique à génératrices parallèles à l'axe longitudinal 0 et ayant une double courbure. Elle comporte, en effet, une partie centrale 33 à très grand rayon de courbure qui se raccorde à deux parties extrêmes 34, 34' ayant un rayon de courbure égal à celui de la partie supérieure incurvée de la paroi latérale 23, 23' de l'élément de côté associé 2, 2'. Les deux parties 34 et 24 sont, par conséquent, centrées au même point 01, O'I et s'étendent, respectivement, de part et d'autre du plan de joint P.
La partie centrale 33 à grand rayon de courbure peut même être plane, comme dans le mode de réalisation de la figure 1, et se raccorde progressivement aux parties extrêmes 34, 34' centrées en 01, O'I. La hauteur e de la nervure 32 est déterminée de façon à donner à l'ensemble un moment d'inertie suffisant pour résister aux efforts appliqués sur la partie 33 de l'élément 3. De préférence, les éléments sont dimensionnés de telle sorte que les appuis longitudinaux soient écartés d'une largeur L et placés à une hauteur H au- dessus du fond 11, ces dimensions correspondant au gabarit de passage G souhaité. Les joints 4, 4' sont, alors placés aux angles de ce gabarit.
L'élément supérieur 3 peut être calculé comme une poutre à section variable reposant sur deux appuis articulés constitués par les joints longitudinaux 4, 4' ménagés sur les bords supérieurs 21, 21' des éléments de côtés 2, 2'. La hauteur e n'est pas donc pas supérieure à celle d'un tablier plan reposant sur deux culées verticales, pour limiter le même gabarit.
En revanche, la forme particulière des parties extrêmes 34, 34' de l'élément supérieur 3 permet de conserver les avantages de la structure connus précédemment.
Par exemple, comme le montre la figure 2, le joint articulé 4 peut être réalisé de la même façon, le plan de joint P étant, de préférence, incliné par rapport à l'horizontale, d'un angle A égal à 45°. On sait que, en pratique, ce type de joint a donné les meilleurs résultats, même pour de très grandes portées. De plus, le raccordement tangentiel des éléments par des parties 24 et 34 de même rayon de courbure permet d'assurer la transmission continue des efforts par effet de voûte et de conserver une certaine souplesse de la structure particulièrement utile pour résister aux tassements différentiels et, même, à des secousses sismiques, comme on a pu le vérifier.
En particulier, les efforts appliqués sur les deux joints articulés 4 , 4 ' ont une composante horizontale tendant à repousser vers l'extérieur les éléments de côté 2, 2' qui prennent appui sur les remblai latéraux, ces derniers étant réalisés de façon à participer à la résistance de l'ouvrage. D'autre part, la forme incurvée vers l'intérieur des éléments de côté 2, 2' et la possibilité de leur donner une très faible épaisseur par rapport à leur longueur donne à l'ensemble une certaine souplesse permettant de mobiliser les remblais. II apparaît que la hauteur totale H' de l'ouvrage n'est pas sensiblement supérieure à celle d'un ouvrage à section rectangulaire et permet donc le passage d'une voie de circulation 13 à une hauteur H assez réduite au-dessus du fond 11 de la tranchée 10, l'élément supérieur 3 pouvant être recouvert d'une couche mince de remblai.
Il est à noter que la forme particulière de l'élément supérieur permet de diminuer les effets de tassement qui se produisent, normalement, à la limite d'un tablier plan et qui entraînent une dégradation de la chaussée. En effet, étant donné que la partie centrale 33 est prolongée par des parties 34 de plus grande courbure, l'épaisseur du remblai augmente progressivement jusqu'aux appuis latéraux 4, 4' qui sont plus éloignés de la surface supérieure 13 et, en raison de la continuité de la paroi externe circulaire, cette augmentation ou diminution progressive de la hauteur de remblai au-dessus de la paroi en béton assure une meilleure absorption de l'effet de seuil au passage de l'ouvrage.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui pourrait faire l'objet de variantes ou de perfectionnements sans s'écarter du cadre de protection défini par les revendications.
En particulier, pour réaliser l'élément supérieur 33, on peut utiliser les techniques habituelles du béton armé, notamment la précontrainte, de façon à réduire la hauteur de la nervure de raidissement. On peut aussi augmenter le nombre de nervures associées à chaque élément.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation de la figure 1, les éléments de côté 2, 2' ont un centre de courbure 01 placé au niveau du fond 11, de façon à augmenter la hauteur de la partie incurvée 24 pour un rapport donné de la largeur L à la hauteur H du gabarit. On pourrait cependant, donner autre forme aux éléments de côté, comme le montre, par exemple, la figure 3. D'une façon générale, en effet, la hauteur e de la nervure doit être juste suffisante pour donner à l'élément supérieur 3 la résistance à la flexion nécessaire en assurant le gabarit de passage souhaité.
En outre, comme décrit dans le brevet EP-
0.081.402, les bords internes des bases 22, 22' des éléments de côté peuvent être reliés par un radier bétonné permettant de répartir la charge sur une grande surface.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

REVENDICATIONS 1. Ouvrage de passage sous un remblai (12), comprenant une paroi tubulaire (1) ayant un axe longitudinal (O) et constituée d'une pluralité d'éléments en béton réalisés à l'avance et juxtaposés le long de joints longitudinaux et transversaux, lesdits éléments étant assemblés sur le site de construction de façon à former une paroi tubulaire (1) comprenant, en section transversale à son axe, au moins trois éléments préfabriqués, respectivement un élément supérieur (3) ayant deux côtés latéraux (31, 31') parallèles à l'axe longitudinal (O) et deux éléments de côté (2, 2') écartés l'un de l'autre et comprenant chacun une base (22) reposant sur le sol (11) et une paroi latérale (23) ayant une partie supérieure (29) incurvée vers l'intérieur de la section, avec un bord supérieur (21) parallèle à l'axe longitudinal (O) , l'élément supérieur (3) reposant par ses côtés latéraux (31, 31'), le long de joints longitudinaux (4, 4'), sur les bords supérieurs (21, 21') des éléments de côté (2, 2'), caractérisé par le fait que chaque élément supérieur (3) comprend une paroi (30) ayant un profil transversal à double courbure comprenant une partie centrale (33) à faible courbure prolongée par deux parties extrêmes (34, 34') ayant chacune même rayon de courbure que la partie supérieure incurvée (24, 24') de l'élément de côté (2, 2') correspondant, de façon à se raccorder tangentiellement à celui-ci, ladite paroi à double courbure (30) étant associée à au moins une nervure de raidissement (32) susceptible d'encaisser les contraintes résultant du poids propre de l'élément supérieur (3) et des charges appliquées par le remblai (12) recouvrant la paroi tubulaire (1).
2. Ouvrage sous remblai selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que la courbure de la partie centrale (33) de l'élément supérieur (3) est déterminée de telle sorte que la hauteur totale, à la clé, de l'ouvrage, ne dépasse pas une limite donnée et que la nervure de raidissement (32) ait un moment d'inertie suffisant pour donner à l'élément supérieur (3) la résistance à la flexion nécessaire, compte tenu de la distance entre les côtés latéraux (31, 31'), pour supporter les charges appliquées.
3. Ouvrage sous remblai selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les côtés latéraux (31, 31') de l'élément supérieur (3) et les bords supérieurs (21, 21') des éléments de côté (2, 2') sont munis de parties d'appui conjuguées, respectivement en creux et en saillie, de façon à ménager deux joints longitudinaux articulés (4, 4'), le raccordement tangentiel des parties en appui de l'élément supérieur (3) avec les éléments de côté (2, 2') déterminant la transmission des efforts d'appui, en chaque joint longitudinal, suivant des directions inclinées par rapport à l'horizontale, avec une composante horizontale dirigée vers l'extérieur.
4. Ouvrage sous remblai selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le plan de joint longitudinal entre le bord supérieur d'un élément de côté et le côté latéral de l'élément supérieur en appui sur celui-ci, passe par un centre de courbure commun et est incliné sensiblement à 45° par rapport à l'horizontale.
5. Ouvrage sous remblai selon l'une des revendications précédentes, susceptible de ménager un gabarit de passage rectangulaire (G) ayant une hauteur (H) et une largeur (L) , caractérisé par le fait que les dimensions des éléments sont déterminées de telle sorte que, après la pose, les joints longitudinaux (4, 4') entre les éléments se trouvent placés sensiblement aux angles supérieurs du gabarit de passage (G) , les nervures de raidissement (32) des éléments supérieurs (3) ayant une face inférieure placée à un niveau correspondant sensiblement à la hauteur (H) du gabarit (G) et les joints longitudinaux (4, 4') étant écartés d'une distance correspondant sensiblement à la largeur (L) du gabarit (G) .
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