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WO 2016/046461 1
PCT/FR2015/052241
TRAVÉE DE VOIE AÉRIENNE DE TRANSPORT GUIDÉ ET VIADUC
FORMÉ PAR DE TELLES TRAVÉES
1. Domaine technique de l'invention
L'invention concerne une travée de voie aérienne de transport guidé, en
particulier d'un viaduc présentant une section droite transversale en forme de
U,
en particulier en forme de U évasé. L'invention concerne également un viaduc
de
transport guidé comprenant une pluralité de travées selon l'invention.
2. Arrière-plan technologique
Les lignes de transports guidés publics tels que les métros et les trains,
pneumatiques ou ferroviaires, présentent fréquemment des ouvrages d'art, du
type
viaducs ou ponts, qui permettent le passage du matériel roulant dans des zones
où
l'aménagement d'une voie souterraine s'avère trop difficile ou trop onéreuse
compte tenu de la configuration des lieux.
Le demandeur a déjà mis au point et décrit dans le brevet FR2882375 une
travée de viaduc présentant une section droite transversale en forme de U et
comprenant une dalle porteuse supportant la voie et au moins une piste de
roulement sur laquelle peut circuler un véhicule de transport guidé. Dans le
cas
d'un véhicule ferroviaire, la piste de roulement est une semelle portée par la
dalle
porteuse sur laquelle sont fixés les rails destinés à guider le véhicule
ferroviaire.
En pratique, les opérations de montage des rails sur les travées sont
compliquées et nécessitent rigueur et précision.
Le demandeur a donc cherché à mettre au point une travée de voie
aérienne, en particulier une travée de viaduc, qui permet de simplifier les
opérations de montage des rails sur la travée. Il a également cherché à
simplifier
la construction d'un viaduc à partir de telles travées, à alléger le poids
d'une
travée, à améliorer l'acoustique et l'esthétique d'une travée et d'un viaduc
formé à
partir de telles travées.
3. Objectifs de l'invention
L'invention vise à pallier au moins certains des inconvénients des
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solutions connues en vue notamment de simplifier les opérations de montage des
rails sur les travées d'un viaduc de transport guidé.
En particulier, l'invention vise à fournir une travée de voie aérienne de
transport guidé présentant une section droite transversale en forme de U.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, une
travée qui concourt à la réduction des émissions sonores par un véhicule
circulant
sur la portion de voie formée par la travée.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de
l'invention, une travée qui présente une esthétique améliorée par rapport aux
travées de l'art antérieur.
L'invention vise aussi à fournir un viaduc formé par une pluralité de
travées selon l'invention.
4. Exposé de l'invention
Pour ce faire, l'invention concerne une travée de voie aérienne de transport
guidé présentant une section droite transversale en forme de U dont les deux
branches forment des parois latérales de ladite voie et dont la zone centrale
reliant
les deux branches forme une dalle porteuse de ladite voie.
Une travée selon l'invention est caractérisée en ce que ladite dalle porteuse
comprend au moins une engravure ménagée dans ladite dalle longitudinalement le
long de ladite travée et configurée pour pouvoir recevoir un support de
roulement
d'un véhicule de transport guidé destiné à circuler sur ladite voie et en ce
que la
travée comprend, pour chaque engravure, une nervure longitudinale qui s'étend
sous ladite dalle porteuse à l'opposé de cette engravure et formant des moyens
de
raidissement longitudinal de ladite dalle porteuse.
Une travée selon l'invention comprend donc au moins une engravure
ménagée directement dans la dalle porteuse. La dalle porteuse forme le tablier
de
la travée. Cette engravure (ou réservation) forme un logement de réception
d'un
support de roulement, tel qu'un rail, d'un véhicule de transport destiné à
circuler
sur la travée. L'invention consiste donc en la réalisation d'un logement de
réception d'un support de roulement d'un véhicule, tel qu'un rail, directement
dans le tablier de la travée. En d'autres ternies, selon l'invention, la
travée permet
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d'intégrer directement les supports de roulement, tels que les rails, dans le
tablier
de la travée. Ainsi, selon l'invention, les supports de roulement, tels que
les rails,
sont ménagés directement dans les engravures et non sur les semelles (ou
longrines) de l'art antérieur qui venaient en relief par rapport à la dalle
porteuse. H
est donc particulièrement aisé avec une travée selon l'invention de monter les
rails, les opérateurs devant simplement agencer les rails dans les engravures
et
non plus les fixer sur les semelles.
Il est également possible avec une travée selon l'invention de ménager les
supports de roulement, tels que les rails, directement en atelier, avant le
montage
de la travée sur les piles du viaduc sur lequel elle est destinée à être
utilisée.
Autrement dit, il est possible avec des travées selon l'invention de préparer
des
portions de voie intégrées qui seront ensuite assemblées les unes aux autres
sur
chantier, ce qui facilite les opérations de montage et d'installation sur
site.
De plus, les rails étant logés directement dans les engravures, il n'est pas
nécessaire de ménager des murets de part et d'autre de chaque rail, comme
c'est le
cas avec des travées de l'art antérieur. La construction d'une travée selon
l'invention est donc facilitée.
De plus, le rail étant logé dans l'engravure, les signaux acoustiques qui
résultent des interactions entre les roues du véhicule et les rails, sont
piégés dans
l'engravure, ce qui limite la propagation de ces signaux vers le voisinage de
la
travée. Les signaux acoustiques sont davantage bloqués qu'avec des travées de
l'art antérieur également parce que la source de bruit est logée dans la dalle
porteuse, à plus grande distance des bords supérieurs des parois latérales de
la
travée qu'avec une travée dont le rail est monté sur une semelle, elle-même
portée
par la dalle porteuse. Une travée selon l'invention permet donc de limiter les
gènes sonores occasionnés par la circulation des véhicules de transport sur la
voie
de transport.
En outre, la travée selon l'invention comprend, pour chaque engravure,
une nervure longitudinale qui s'étend sous ladite dalle porteuse à l'opposé de
ladite engravure et formant des moyens de raidissement longitudinal de la
dalle
porteuse.
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Ces nervures permettent non seulement de raidir la dalle porteuse, mais
contrent également à une travée selon l'invention une esthétique plus agréable
à
l'oeil que celle d'une travée de l'art antérieur en supprimant la surface
inférieure
plane dont l'aspect était jugé sévère. En particulier, l'aménagement de
nervures
sous la dalle porteuse forme un motif en relief qui est jugé plus agréable
pour
l'oeil que la surface plane d'une travée de l'art antérieur. En variante, la
surface
inférieure de la dalle porteuse peut être équipée de luminaire pour éclaircir
la
partie inférieure de la travée et apporter un confort visuel additionnel à une
travée
selon l'invention.
Les moyens de raidissement permettent de raidir longitudinalement la dalle
porteuse, ce qui permet une meilleure répartition longitudinale des efforts
concentrés au niveau des essieux du véhicule destiné à circuler sur la voie.
Cette
meilleure répartition des efforts permet une diminution des moments de flexion
transversale de la dalle porteuse et donc une diminution du ferraillage
transversal
correspondant ou une diminution de l'épaisseur de la dalle à ferraillage
transversal
constant.
Ces moyens de raidissement permettent également de compenser l'absence
de matière due à la présence des engravures ménagées dans la travée.
I...'homme
du métier était fortement dissuadé de pratiquer des engravures dans une travée
de
voie aérienne notamment parce que cela fragiliserait la tenue de la travée. Le
demandeur a surmonté ce préjugé technique en compensant la perte de matière
par
l'aménagement de moyens de raidissement de la travée. La combinaison des
engravures et des moyens de raidissement permettent donc de faire coopérer des
impératifs a priori inconciliables que sont une travée intégrée qui facilite
les
opérations de montage des rails et une stabilité et robustesse améliorées de
la
travée.
Avantageusement et selon l'invention, chaque engravure présente des
dimensions conformées et conjuguées aux dimensions dudit support de roulement
destiné à être logé dans cette engravure, de sorte qu'une fois ménagé dans
ladite
engravure, ledit support de roulement ne s'étende pas au-delà de la surface
supérieure de ladite dalle porteuse.
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Selon cette variante avantageuse, le support de roulement, tel qu'un rail,
une fois logé dans l'engravure ne s'étend pas au-delà de la surface supérieure
de
la dalle porteuse. La surface supérieure de la dalle est sensiblement au même
niveau que le rail. Il est donc possible de circuler avec un véhicule
pneumatique,
tel qu'un véhicule de secours ou un véhicule de maintenance sur la voie. La
voie
ainsi réalisée permet également une évacuation aisée des passagers d'un
véhicule
de transport en panne sur la voie ainsi formée.
En outre, une fois le support de roulement, tel qu'un rail, logé dans
l'engravure, la distance qui sépare la partie supérieure du support au dessous
du
tablier (c'est-à-dire, le dessous de la dalle porteuse), est diminuée par
rapport à
une travée de viaduc classique d'une hauteur correspondant sensiblement à la
hauteur des longrines. L'impact visuel d'un viaduc comprenant des travées
selon
l'invention est donc moindre qu'avec des travées classiques.
Avantageusement, chaque nervure longitudinale est formée de deux
poutres longitudinales agencées de part et d'autre de chaque engravure.
Avantageusement, lesdits moyens de raidissement comprennent un caisson
trapézoïdal ménagé sous la dalle porteuse.
Ce caisson trapézoïdal permet de former une structure autoportante qui
peut présenter une longueur importante, par exemple 120 mètres.
Une travée de voie selon l'invention peut former une portion de trajectoire
d'une ou plusieurs pistes de roulement adjacentes de transport guidé. Le
nombre
de pistes adjacentes formées par une travée de voie selon l'invention dépend
du
nombre d'engravures formées dans la dalle porteuse et du type de véhicule
circulant sur la travée. Un véhicule a en général besoin d'un ou deux supports
de
roulement selon son type. La plupart des véhicules de transport guidé
présentent
des essieux à deux roues parallèles et nécessitent donc deux supports de
roulement
ménagés respectivement dans deux engravures parallèles.
Avantageusement, une travée selon l'invention comprend au moins deux
engravures parallèles ménagées longitudinalement le long de ladite travée de
manière à pouvoir recevoir chacune un support de roulement, lesdites
engravures
étant espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant à la distance
séparant
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les roues d'un même essieu d'un véhicule du transport guidé destiné à circuler
sur
la voie.
Selon cette variante, chaque travée comprend au moins deux engravures,
chaque engravure étant adaptée pour recevoir un support de roulement d'un
véhicule de transport guidé, tel qu'un rail. Les engravures sont espacées
l'une de
l'autre d'une distance prédéterminée correspondant à la distance séparant deux
roues d'un même essieu d'un matériel roulant destiné à circuler sur la travée.
Une travée selon cette variante permet donc avantageusement de former
une portion d'une voie (ou piste de roulement) d'un seul véhicule.
Selon une variante, la travée comprend quatre engravures parallèles
ménagées longitudinalement par paire le long de ladite travée de manière à
pouvoir recevoir chacune un support de roulement et pour pouvoir former
ensemble une portion de trajectoire d'au moins deux voies adjacentes.
Pour ce faire, les engravures sont espacées par paire l'une de l'autre d'une
distance correspondant à la distance séparant les roues d'un même essieu d'un
véhicule du transport guidé destiné à circuler sur chaque voie formée.
Une travée selon cette variante permet donc avantageusement de former
une portion de deux voies (ou pistes de roulement) adjacentes.
Avantageusement et selon l'invention, chaque support de roulement est
choisi dans le groupe comprenant un rail ferroviaire d'un véhicule roulant
ferroviaire, un rail de guidage central d'un véhicule pneumatique, un rail de
guidage latéral d'un véhicule pneumatique.
Une travée selon cette variante pertnet de faire circuler un véhicule
ferroviaire ou un véhicule pneumatique guidé par un rail de guidage central ou
un
véhicule pneumatique guidé par au moins un rail de guidage latéral.
Avantageusement et selon l'invention, chaque support de roulement est un
profilé métallique.
Avantageusement, une travée selon l'invention est monobloc.
1..Invention concerne également un viaduc de transport guidé comprenant
une pluralité de travées selon l'invention. De préférence, le viaduc comprend
une
pluralité de travées successives portées par des piles. La construction d'un
viaduc
7
selon l'invention à partir de travées selon l'invention est facilitée par les
opérations de montage des rails dans les engravures des travées, qui peuvent
être
effectuées soit directement en atelier, soit sur site, sans difficultés
particulières du
fait de l'absence d'opérations spécifiques de montage des rails sur des
semelles et
de l'absence de besoins de construire des murets de séparation de part et
d'autre
de chaque rail.
L'invention concerne également une travée et un viaduc caractérisés en
combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou
ci-
après.
Les aspects ci-dessous sont également décrits :
1. Une travée de voie aérienne de transport guidé présentant une section
droite
transversale en forme de U dont les deux branches forment des parois latérales
de
ladite travée et dont une zone centrale reliant les deux branches forme une
dalle
porteuse d'au moins une voie, dans laquelle ladite dalle porteuse comprend au
moins une engravure ménagée dans ladite dalle longitudinalement le long de
ladite travée et configurée pour recevoir un support de roulement d'un
véhicule de
transport guidé destiné à circuler sur ladite travée, et en ce que ladite
travée
comprend, pour chaque engravure, une nervure longitudinale qui s'étend sous
ladite dalle porteuse à l'opposé de cette engravure et formant des moyens de
raidissement longitudinal de ladite dalle porteuse.
2. La travée selon l'aspect 1, dans laquelle chaque engravure présente des
dimensions conformées et conjuguées aux dimensions du support de roulement
destiné à être logé dans cette engravure, de sorte qu'une fois ménagé dans
ladite
engravure, ledit support de roulement ne s'étende pas au-delà d'une surface
supérieure de ladite dalle porteuse.
3. La travée selon l'aspect 1 ou 2, dans laquelle chaque nervure longitudinale
est
formée de deux poutres longitudinales agencées de part et d'autre de cette
engravure.
4. La travée selon l'un quelconque des aspects 1 à 3, dans laquelle lesdits
moyens
de raidissement comprennent en outre un caisson trapézoïdal ménagé sous la
dalle
porteuse.
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7a
5. La travée selon l'un quelconque des aspects 1 à 4, comprenant au moins deux
engravures parallèles ménagées longitudinalement le long de ladite travée de
manière à pouvoir recevoir chacune un support de roulement.
6. La travée selon l'aspect 5, comprenant quatre engravures parallèles
ménagées
longitudinalement par paire le long de ladite travée de manière à pouvoir
recevoir
chacune un support de roulement et pour pouvoir former une portion de
trajectoire
d'au moins deux voies adjacentes.
7. La travée selon l'un quelconque des aspects 1 à 6, dans laquelle chaque
support
de roulement est choisi dans le groupe comprenant un rail ferroviaire d'un
véhicule roulant ferroviaire, un rail de guidage central d'un véhicule
pneumatique,
et un rail de guidage latéral d'un véhicule pneumatique.
8. La travée selon l'aspect 7, dans laquelle chaque support de roulement est
un
profilé métallique.
9. La travée selon l'un quelconque des aspects 1 à 8, étant monobloc.
10. Un viaduc de transport guidé comprenant une pluralité de travées selon
l'un
quelconque des aspects 1 à 9.
5. Liste des figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et
qui se
réfère aux figures annexées dans lesquelles :
¨ la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une travée
selon un mode de réalisation de l'invention,
¨ la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de la
travée de la figure 1 sur laquelle des rails ont été montés,
¨ la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une
travée selon un autre mode de réalisation de l'invention sur laquelle
des rails ont été montés,
¨ la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un viaduc
selon un mode de réalisation de l'invention formé par une pluralité
de travées selon l'invention,
Date Reçue/Date Received 202 1-1 1-23
7b
¨ la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale d'une
travée selon un autre mode de réalisation de l'invention.
6. Description détaillée d'un mode de réalisation de
l'invention
Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement
respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la
description
détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque
élément d'une travée selon l'invention est décrit tel qu'il est agencé lorsque
la
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travée est montée horizontalement, par exemple sur une pile d'un viaduc, non
représenté sur les figures.
Selon le mode de réalisation des figures, la travée de voie de transport
guidé présente une section droite transversale en forme de U évasé dont les
deux
branches forment des parois 4, 5 latérales légèrement inclinées à l'opposé
l'une de
l'autre par rapport à la verticale, et dont la zone centrale horizontale
reliant les
deux branches forme le tablier (ou dalle 6 porteuse) de la voie.
La dalle 6 porteuse comprend en outre deux engravures 10, 11 parallèles
ménagées longitudinalement le long de la travée. Chaque engravure présente une
forme et des dimensions conformées et conjuguées à la forme et aux dimensions
d'un rail, formant un support de roulement d'un véhicule destiné à circuler
sur la
voie formée par la travée. Selon le mode de réalisation des figures, les
engravures
présentent une section droite rectangulaire conjuguée à l'encombrement hors
tout
d'un rail ferroviaire.
Selon le mode de réalisation des figures, les engravures 10, 11 sont
configure:es pour recevoir des rails 12, 13, formés de profilés métalliques et
destinés à permettre la circulation d'un train ou métro d'un réseau ferré.
Selon un
autre mode de réalisation, les engravures peuvent recevoir des rails de
guidage ou
des pistes de roulement d'un métro pneumatique.
Selon le mode de réalisation des figures, les engravures 10, 11 sont
configurées de sorte qu'une fois les rails 12, 13 logés dans les engravures,
ils ne
s'étendent pas au-delà de la surface 7 supérieure de la dalle 6 porteuse. Pour
ce
faire, la profondeur de chaque engravure est au moins égale à la hauteur d'un
rail
ferroviaire. Selon un mode de réalisation avantageux et dans le cas
d'engravure
présentant une section droite transversale rectangulaire, la largeur et la
hauteur de
chaque engravure sont choisies de telle sorte qu'elles soient légèrement
supérieures aux valeurs nominales de manière à prendre en compte les
tolérances
de réalisation du génie civil.
La distance qui sépare les engravures 10, Il est choisie égale à la distance
qui sépare les deux roues sur un essieu d'un véhicule destiné à circuler sur
la voie
formée à partir de travées selon l'invention.
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Selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, la travée comprend en outre
des nervures 14, 15 longitudinales aménagées sous la dalle 6 porteuse et
formant
des moyens de raidissement longitudinal de la dalle 6 porteuse. Ces nervures
14,
15 longitudinales permettent de compenser l'absence de matière due à la
présence
des engravures 10, 11 longitudinales ménagées dans la dalle 6 porteuse.
Seule la nervure 14 est décrite ci-après en détail, étant entendu que la
nervure 15 est identique.
La nervure 14 longitudinale est par exemple formée de deux poutres 20, 21
en béton armé continu longitudinales agencées de part et d'autre du rail 12,
une
fois ce dernier logé dans l'engravure 10 en regard de la nervure 14.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 3, la travée
comprend un caisson 25 trapézoïdal ménagé sous la dalle 6 porteuse. Ce caisson
25 forme les moyens de raidissement de la dalle 6 porteuse. Ce caisson 25
trapézoïdal comprend une paroi 26 supérieure commune avec la dalle 6 porteuse,
une paroi 29 inférieure, parallèle à la paroi 26 supérieure et deux parois 27,
28
latérales qui relient les parois 26 supérieure et 29 inférieure l'une à
l'autre. La
distance qui sépare les deux parois 27, 28 latérales est inférieure ou égale à
la
distance qui sépare les deux parois latérales 4, 5 de la travée. Une travée
selon
cette variante permet de former des travaux de grande longueur, par exemple de
120 mètres. Cela permet donc d'augmenter la distance qui sépare deux piles
d'un
viaduc formé à partir de travées selon cette variante et donc de réduire le
nombre
de piles nécessaires et le nombre de travées nécessaires pour former un
viaduc.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la travée est
formée en béton monobloc.
Selon d'autres modes de réalisation la travée peut être formée de plusieurs
pièces de béton qui sont assemblées les unes aux autres par des moyens
d'assemblage adaptés.
La figure 4 présente un viaduc selon un mode de réalisation de l'invention
formée à partir de travées selon le mode de réalisation des figures 1 et 2. Le
viaduc comprend deux piliers 50, 51 ancrés dans le sol sur lesquels repose une
travée selon l'invention.
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Selon un autre mode de réalisation de l'invention et tel que représenté sur
la figure 5, la travée comprend quatre engravures 10, 11, 40, 41 parallèles
ménagées longitudinalement par paire le long de la travée. En outre, un rail
de
support de roulement est agencé dans chaque engravure.
La travée selon le mode de réalisation de la figure 5 forme deux voies 60,
61 adjacentes de roulement de véhicules ferroviaires. Une travée selon ce mode
de
réalisation forme donc les portions de trajectoire de deux voies adjacentes.
Bien entendu, selon d'autres modes de réalisation, une travée selon
l'invention peut comprendre d'avantages d'engravures pour former davantage de
portions de voie de transport parallèles.
