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STRUCTURE PRÉFABRIQUÉE EN BÉTON ARMÉ AVEC SYSTEME DE
MANUTENTION INTÉGRÉ-AMOVIBLE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention conceme le remplacement des structures (regards,
chambres
d'accès, puits d'accès, chambres de raccordement et autres) enfouies dans le
sol et
faisant partie de différent réseaux souten-ains (égout, aqueduc, distribution
électrique,
télécommunication, gaz et autres).
Plus précisément, elle consiste en une méthode pourfabriquer, transporteret
installer
1 o sur un chantier une structure préfabriquée en béton armé avec un système
de
manutention intégré-amovible.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Les différents réseaux souterrains (égout, aqueduc, distribution électrique,
télécommunication, ga2 et autres) comportent des structures (regards, chambres
d'accès, puits d'accès, chambres de raccordement et autres) qui parfois, font
l'objet
de remplacement.
Une des raisons qui force les organismes à remplacer une structure existante
est la
2o détérioration prématurée du matériau (béton ou briques) qui a été utilisé
lors de la
construction originale. Une autre raison invoquée par les organismes est la
mise à
niveau de la structure en fonction de nouvelles exigences établies par ceux-ci
pour
des raisons d'entretien, de sécurité, d'ergonomie du travail et/ou d'ajout
d'équipement.
Pour la plupart des organismes, la mise hors service temporaire du réseau
n'est pas
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une altemative acceptable car de nombreux abonnés résidentiels et commerciaux
(lire clients) seraient privés de services essentiels. Toute interruption de
ce genre
s'avérerait fort coûteuse pour les abonnés. II faut aussi réaliser que
certains de ces
clients sont des hôpitaux, des tours à bureaux, des commerces qui ne peuvent
se
permettre d'interrompre leurs activités.
Par conséquent, les organismes se voient forcés d'élaborer des méthodes de
travail
leur permettant d'effectuer les différentes modifications tout en conservant
le réseau
fonctionnel durant la réalisation des travaux.
L'objectif de la méthode existante en chantier est de démolir une stnacture
existante
et de reconstruire une nouvelle structure tout en maintenant en service le
réseau
souterrain existant. A titre d'exemple, pour l'organisme Hydro-Québec, il
s'agit de
maintenir les câbles électriques souterrains fonctionnels dans leurs positions
d'origine, durant toutes les étapes de démolition et de reconstruction.
L'exemple qui suit donne une description de la méthode existante. C'est celui
d'un
puits d'accès (chambre de raccordement) dans lequel on retrouve des câbles
électriques, des câbles de télécommunication ainsi que des câbles de
câblodistribution. Ces câbles sont nus à l'intérieur du puit d'accès. Par
contre, entre
deux puits d'accès, ces câbles sont contenus à l'intérieur de conduits de PVC
(polychlorure de vinyle) qui eux sont généralement enrobés de béton. C'est ce
qu'on
appelle un massif de conduits.
La méthode consiste principalement en deux étapes. La première étant la
démolition et la seconde étant la reconstruction.
Lors de la démolition, les étapes suivantes sont effectuées :
- Excavation et enlèvement des matériaux qui recouvrent et entourent la
structure.
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- Installation à l'intérieur de la structure, d'un faux toit auto-porteur en
bois
sous le plafond de la structure (ce faux toit sert à protéger les équipements
à
l'intérieur de la structure durant la démolition).
- Démolition et enlèvement de la cheminée de la structure.
- Démolition et enlèvement du plafond (toit) de la structure.
- Installation d'une poutre horizontale (faite d'acier et/ou de bois) placée à
la
surface de la rue directement au dessus de la structure (dans le même
alignement que les câbles existants).
- Support des câbles à l'aide de cordes de nylon fixées à la fois à la poutre
et
aux câbles existants.
- Démolition et enlèvement des murs verticaux et du plancher de la structure
- Démolition et enlèvement du béton des massifs de conduits sur quelques
mètres de chaque côté de la structure. Cette étape permettra d'obtenir un peu
de flexibilité pour tasser les câbles de façon sécuritaire lors de manoeuvres
par les employés d'Hydro-Québec.
Lors de la reconstruction, les étapes suivantes sont effectuées :
- Excavation selon la dimension et la localisation de la nouvelle structure.
- Préparation de l'assise pour la nouvelle structure.
- Montage et mise à niveau des coffrages pour le plancher.
- Coulée du plancher en béton.
- Montage des coffrages pour les murs verticaux. Lors de cette étape,
l'entrepreneur doit ceinturer les câbles existants. Pour ce faire, il doit
couper
des planches de bois en demi-rond qu'il dispose de part et d'autre de chaque
câble existant. II doit aussi, couper en demi-rond des bouts en cloche fait de
PVC pour les placer de part et d'autre de chaque câble (le bout en cloche en
PVC offre une surface adoucie lors du tirage des câbles). Cette étape
requiert une grande dextérité de la part des travailleurs car ceux-ci
manipulent clous et marteaux à proximité de câbles électriques sous tension.
- Mise en place de conduits en PVC autour des câbles existants à partir de la
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structure jusqu'au massif de conduits encore intact. L'entrepreneur utilise
des
conduits coupés en deux (sur la longueur) pour réaliser cette tâche.
- Coulée des murs verticaux en béton.
- Coffrage du massif de conduits.
- Coulée du massif de conduits en béton.
- Installation dans la nouvelle structure d'un coffrage en bois pour
supporterle
béton du nouveau toit. Pour réaliser cette étape, l'entrepreneur doit
installer
des poutres en bois qui s'appuient sur le plancher et qui supportent le
coffrage qui permettra de couler le béton du toit. Ces poutres de bois doivent
être installées à travers les câbles électriques existants sans les toucher ni
les endommager.
- Coulée du toit en béton.
- Coffrage des cheminées.
- Coulée des cheminées en béton.
- Mürissement du béton.
- Mise en place du matériel de remblai.
- Coffrage du trottoir.
- Coulée du trottoir.
- Remise en fonction des services publics (trottoir, voie de circulation,
etc.).
La méthode existante demande un temps d'intervention des travailleurs en
présence
de câbles électriques sous tension qui est long et qui augmente le risque
d'accidents. De plus, l'ensemble des délais des travaux en chantier est trop
long.
En effet, le temps de réalisation de toutes les étapes énumérées plus haut est
d'environ 4 semaines.
II y a donc un besoin pour une méthode plus rapide et plus sécuritaire de
remplacement de structures souterraines.
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SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet de fournir une méthode permettant de
répondre
aux besoins énumérés précédemment.
5 Cet objet est atteint avec une méthode, pour couler et transporter une
structure
préfabriquée en béton armé avec un système de manutention intégré-amovible,
qui
comprend les étapes suivantes :
a. couler en usine la structure préfabriquée en béton armé, en utilisant comme
une section d'une partie supérieure de coffrage, le système de
manutention intégré-amovible qui comporte des faces extérieures et des
moyens de fixation pour fixer ledit système de façon amovible à la
structure préfabriquée, et en coulant le béton de la structure préfabriquée
directement en appui sur les faces extérieures du système de manutention
intégré-amovible;
b. démouler la structure préfabriquée en béton armé en utilisant le système de
manutention intégré-amovible pour déplacer la structure préfabriquée en
béton armé;
c. transporter au chantier la structure préfabriquée en béton armé avec le
système de manutention intégré amovible;
d. installer au chantier la structure préfabriquée en béton armé en utilisant
le
système de manutention intégré-amovible pour déplacer la structure
préfabriquée en béton armé; et
e. retirer le système de manutention intégré-amovible de la structure
préfabriquée en béton armé en ôtant ses moyens de fixation.
De préférence, le système de manutention intégré-amovible est composé d'une
partie supérieure et d'une partie inférieure, qui sont reliées entre elles par
des moyens
d'attache amovibles.
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De préférence également, les moyens de fixation du système à la structure
préfabriquée en béton armé sont situés sur la partie inférieure du système de
manutention intégré-amovible.
De préférence aussi, la partie supérieure du système forme une ouverture et la
partie
inférieure comporte des côtés séparables et des coins amovibles.
De préférence encore, la partie supérieure du système comporte des faces
extérieures avec des côtés inclinés pour faciliter le démoulage de la
structure
1 o préfabriquée en béton armé.
De préférence enfin, la partie supérieure est munie de poignées.
L'invention vise aussi une structure préfabriquée en béton armé pourvue d'un
système de manutention intégré-amovible, ledit système de manutention
comprenant :
- une partie supérieure comprenant des faces extérieures, la structure
préfabriquée en béton armé étant directement en appui sur lesdites faces
extérieures;
- une partie inférieure reliée à la partie supérieure par des moyens d'attache
amovibles; et
- des moyens de fixation pour fixer la partie inférieure du système de
manutention intégré-amovible à la structure préfabriquée en béton armé, de
façon amovible.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative
qui suit
d'un mode de réalisation préférentiel de celle-ci, faite en se référant aux
dessins
annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
3 o La figure 1 est une vue éclatée d'une structure préfabriquée en béton armé
avec
système de manutention intégré-amovible selon le mode de réalisation préféré
de
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l'invention.
La figure 2 est une vue éclatée du système de manutention intégré-amovible
illustré sur
la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective du système de manutention intégré-
amovible
itlustré sur les figures 1 et 2.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DU MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ DE
L'INVENTION
L'objectif de réduire le temps d'intervention des travailleurs en présence de
câbles
électriques sous tension et de réduire dans son ensemble le délai des travaux
en
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chantier a été fixé en analysant la méthode existante. La présente invention
permet
de réduire le délai de 4 semaines actuellement nécessaire pour compléter les
travaux et permet aussi à l'entrepreneur de réduire le temps d'intervention à
proximité des câbles électriques existants sous tension.
Pour atteindre l'objectif, une structure préfabriquée en béton armé a été
développée.
Toutefois, en fonction de l'élévation et de la position des câbles existants,
cette
structure présente des faiblesses sur le plan structural qui peuvent entraîner
la
formation de fissures ou de bris dans le béton lors de la manutention.
Pour combler cette lacune, un système de manutention intégré-amovible a aussi
été
développé et il permet de manipuler de façon sécuritaire, la structure
pnrfabriquée en
béton armé.
Préalablement à la fabrication de la structure préfabriquée en béton armé,
certaines
étapes s'imposent. II faut faire, en chantier, un relevé précis des paramètres
de la
structure à remplacer. II faut localiser les câbles existants, localiser la
position de la
nouvelle structure en regard de la structure existante et finalement,
localiser la
position des cheminées d'accès de la structure proposée. De plus, il faut
vérifier si
aucun autre service public (gaz naturel, eau potable, eaux usées, etc.) ne
vient nuire
à l'installation de la nouvelle structure.
Le système de manutention intégré-amovible (1) est composée d'une partie
inférieure
ci-après appelée module inférieur (16) qui est fait en acier et forme un cadre
rectangulaire fabriqué de quatre côtés séparables ci-après appelés poutres en
C
(18, 20). Ces poutres en C (18, 20) comprennent sur leur face verticale des
trous
(42), qui permettront de passer des moyens de fixation amovibles ci-après
appelés
boulons qui visseront dans des chevilles d'ancrage coulées dans les murs
verficaux de
la structure. Ces poutres en C (18, 20) sont munies de raidisseurs (24) et
d'écrous
placés à l'intérieur de la face verticale de celles-ci. Ces poutres en C
(18, 20) sont
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également munies de trous (22) sur la face supérieure afin de permettre le
passage de
moyens d'attache d-après appelés tiges de levage (28). Le module inférieur
(16) en
acier est muni de quatre coins amovibles ci-après appelés modules de coin (26)
qui
fadliteront le démoulage du système. En effet, les modules de coin peuvent
être retirés
et ensuite chacune des poutres en C peut être retirée individuellement afin
de
fadliter davantage le démoulage.
Le système de manutention intégré-amovible (1) comprend aussi une par6e
supérieure ci-après appelée module supérieur (6) composant un cadre
rectangulaire
1 o fabriqué de poutres en I (8) et de faces extérieures avec des côtés
indinés d-après
appelés plaques d'ader inclinées (12). Ces poutres en I (8) et ces plaques
d'acier
indinées (12) sont munies de raidisseurs (14) placés à l'intérieur de la face
verticale de
celles-d. Ces plaques d'acier indinées (12) sont également munies de trous
(10) sur la
face supérieure afin de permettre le passage des tiges de levage (28). Sur la
face
supérieure des poutres en I (8) et des plaques d'acier (12), on retrouve des
poignées d-après appelées plaques de levage (32) placées verticalement Ces
plaques
de levage (32) sont munies de trous (34) pour permettre d'y attacher des
appareils de
levage conventionnels (36, 38, 40).
La première étape de la méthode proposée consiste à couler en usine la
structure
préfabriquée en béton armé (2), en utilisant comme partie supérieure de
coffrages, le
système de manutention intégré-amovible (4). Un Styrofoam , ou tout
équivalent,
d'une épaisseur de quelques millimètres peut-être placé sur les plaques
d'acier
indinées afin de fadliter le démoulage ultérieur. En coulant le béton de la
structure
directement en appui sur le système de manutention intégré-amovible (4), on
assure
l'intégrité structurale de la structure préfabriquée en béton armé (2). Par
conséquent, l'assemblage parfait et la rigidité de l'ensemble élimine les
risques de
bris et de fissurations que l'on retrouverait normalement dans une structure
grandement affaiblie par la dimension et la forme des ouvertures qui s'y
trouvent.
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Parallèlement à la coulée de la structure, une dalle de toit peut-être coulée
dans
d'autres coffrages.
La deuxième étape consiste à démouler la structure préfabriquée en béton amié
(2).
Ceci s'effectue avantageusement en utilisant le système de manutention intégré-
amovible (4).
La structure préfabriquée en béton armé (2) est par la suite entreposée à
l'usine
jusqu'à ce que le client confirme la date et l'heure de la livraison.
La troisième étape consiste à installer au chantier la structure préfabriquée
en béton
armé (2) en utilisant le système de manutention intégré-amovible(4). La
rigidité de
l'ensemble (structure préfabriquée en béton armé / système de manutention
intégré-
amovible) permet à l'opérateur de la grue d'effectuer des manoeuvres précises
et
sécuritaires comme le requiert une telle installation sur des câbles
existants.
La quatrième étape, une fois la structure installée, consiste à retirer le
système de
manutention intégré-amovible (4). La dalle de toit est alors déposée dans
l'espace
qu'occupait le système de manutention intégré-amovible (4).
L'ouvrage est alors complété au chantier lors de la mise en place des
cheminées, de
la mise en place du remblai et de la reconstruction du trottoir et/ou du
pavage.
Les avantages de l'invention sont les suivants :
- Aucun coffrage requis pour la reconstruction du plancher.
- Aucun coffrage requis pour la reconstruction des murs verticaux.
- Présence très limitée d'un travailleur à proximité des câbles électriques
sous
tension.
- Aucune poutre verticale et aucun coffrage de type faux toit requis pour la
reconstruction du toit.
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- Aucun coffrage requis pour la reconstruction du toit.
- Une structure préfabriquée en usine en remplacement d'une structure coulée
sur place en chantier permettant le remblai immédiat (délai raccourci).
- Un système de manutention intégré-amovible sécuritaire pour la structure
5 préfabriquée en béton armé.
II va de soi que de nombreuses modifications pourraient ëtre apportées au mode
de
réalisation préférentiel qui vient d'étre décrit sans pour autant sortir du
cadre de la
présente invention telle que définie dans les revendications annexées. Dans le
10 mode de réalisation décrit, on a fait référence à une structure
préfabriquée de forme
rectangulaire, des poutres en I , des poutres en C , des plaques d'acier
inclinées, des plaques de levage, des tiges de levage, des boulons, du
Styrofoam ,
des raidisseurs, des coins, ... il est bien entendu que ces composantes et
configurations géométriques ne sont pas toutes essentielles à l'invention et
ne
devraient pas être prises dans un sens restrictif pour limiter la portée de la
présente
invention. Comme il serait apparent pour une personne de l'art, d'autres
composantes, d'autres types de coopération entre les composantes ainsi que
d'autres configurations géométriques pourraient ëtre utilisées pour la partie
inférieure, la partie supérieure ou les différents moyens d'attache et de
fixation.
