Procédé et installation pour la construction de piles de ponts. La présente invention a pour objets un procédé et une installation pour la construc tion de piles de ponts.
Le procédé est caractérisé par le fait qu'on pose au fond de l'eau, verticalement, un cylin dre en acier coulé dont les deux extrémités sont ouvertes, aspire, au moyen d'une pompe, l'eau se trouvant à l'intérieur de ce cylindre, creuse le sol à l'intérieur du cylindre, de façon à former une excavation cylindrique, aspire les déblais, puis dispose un bâti de coffrage formé de divers tronçons cylindriques dont les diamètres décroissent au fur et à mesure qu'on s'éloigne du sol, ménage entre ces divers tron- cons, à leurs intersections, des espaces situés de part et d'autre de ces tronçons et destinés à con tenir des outillages d'injection et de damage de béton,
amène chacun de ces outillages dans le tronçon situé immédiatement au-dessous de l'espace dans lequel il est logé, effectue le bétonnage puis le damage de ce tronçon, ceci pour chaque tronçon successivement, en com mençant par le bas, puis détache dudit bâti la partie inférieure du cylindre reposant sur le sol, et enfin retire ledit bâti avec les divers tronçons cylindriques, de manière que subsiste la pile formée de sections cylindriques dont les diamètres vont en décroissant en partant du fond pour atteindre sensiblement le niveau de l'eau.
L'installation est caractérisée par le fait qu'elle comprend un cylindre en acier coulé, un jeu de couteaux rotatifs destinés à tour- ner dans ce cylindre et à se déplacer autour d'in arbre coaxial au cylindre, un bâti de coffrage formé de tronçons cylindriques de différents diamètres, ce bâti présentant des loges situées aux intersections des divers tron çons, de part et d'autre de ceux-ci, et des outillages disposés dans ces loges et compre nant chacun un jeu de fers profilés en dou ble T dans lesquels peuvent se déplacer des chariots portant des injecteurs pour le béton et des organes de damage de celui-ci.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installa tion suivant l'invention et illustre une mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe du cylindre en acier coulé posé au fond de l'eau.
La fig. 2 est une coupe analogue, le cylindre enfermant des couteaux destinés à creuser le sol.
La fig. 3 est une vue en plan de la fig. 2. La .fig. 4 est une coupe axiale d'un détail à échelle agrandie.
La fig. 5 est une coupe d'une partie du cylindre après que l'excavation a été effec tuée.
La fig. 6 est une coupe d'une partie de l'installation., à échelle agrandie, lors du bé tonnage.
La fig. 7 est une coupe d'un détail de l'ins tallation de-bétonnage. La fig. 8 est une vue en élévation d'un détail de l'installation de damage.
La fig. 9 en est une vue de profil.
La fig. 10 est une coupe du bâti de coffrage.
La fig. 11 en est une vue en plan.
La fig. 12 est une coupe d'un détail à échelle agrandie.
La fig. 13 est une coupe suivant la ligne XIII-XIII de la fig. 12.
La fig. 14 est une vue en élévation de la pile après décoffrage.
La fig. 15 est une vue en plan d'un détail d'une variante, et la fig. 16 est une coupe suivant la ligne XVI-XVI de la fig. 15.
L'installation représentée comprend un cylindre en tôle d'environ 35 m de diamètre et 55 m de hauteur. Cette tôle sera de préférence en acier fondu, épaisseur de 15 mm, d'une résistance à la traction de 80 kg/mm2. Ce cylindre est formé de deux parties, l'une supé rieure 1 et l'autre, désignée par 2, inférieure, réunies par une ceinture 3. Ce cylindre repose verticalement sur le fond 4 de l'eau dont le niveau supérieur est désigné par 5. Il est amené sur place au moyen de pontons flot tants munis de grues. Au moyen d'une pompe, l'eau est évacuée de l'intérieur de ce cylindre. Quatre coulisses verticales 6 sont disposées à 90 les unes des autres contre les parois inté rieures du cylindre.
Ces coulisses servent de guide à un pont en croix 7 qui peut coulisser ainsi longitudinalement dans les cylindres 1 et 2. Ce pont porte en son centre un boîtier cylindrique 8 coiffant un axe 9 portant, à son extrémité inférieure, deux couteaux 10 repo sant sur le fond 4, perpendiculaires l'un à l'autre. Le boitier 8 enferme deux moteurs électriques 11 et 12 commandant l'un une roue 13 solidaire angulairement de l'axe 9 et pouvant coulisser par rapport à celui-ci et l'autre commandant un pignon 14 en prise avec une denture droite pratiquée sur l'arbre 9 qui constitue ainsi une crémaillère. Le mo teur 11 permet de faire tourner l'arbre 9 et ainsi son couteau 10, tandis que le moteur 12 permet de faire monter et descendre l'arbre 9 par rapport au cylindre 8 et, par conséquent, par rapport au pont 7.
Les couteaux 10 por tent, à chacune de leurs extrémités, des cou teaux 15 articulés sur eux en 16 et soutenus par des haubans 17 fixés à des piliers 18 portés par les couteaux 10. Ces couteaux 15 sont ainsi situés dans le prolongement des couteaux 10 et s'étendent jusqu'au voisinage du cylindre 2. La rotation de l'arbre 9 pro duit donc l'entraînement de l'ensemble des couteaux qui grattent le fond 4 et pratiquent ainsi une excavation cylindrique 19. Pendant que ce travail est effectué, le matériau est dé blayé au moyen d'une pompe 20 qui, par un tuyau souple 21, conduit la terre et l'eau mé langées à une soupape d'expulsion 22 schéma tiquement représentée.
Lorsque l'excavation 19 a. atteint la. pro fondeur voulue, les guides 6, les ponts 7 et leur cylindre 8, l'arbre 9 et. ses couteaux 10 et 15 sont enlevés et un arbre 23 solidaire d'une embase 24 est posé au fond de l'exca vation 19. Une installation de bétonnage est alors mise en place; cette installation com prend une série de barres circulaires de sec tion droite en double<B>T</B> désignées par 25 à 32, ménageant entre elles des espaces annulaires 33 à 39. Chaque fer en double<B>T</B> présente, sur la face supérieure de son aile inférieure tour née vers l'intérieur du cercle, une crémaillère circulaire 40 (fig. 6 et 7) et., sur son autre aile inférieure, un chemin de roulement 41.
Dans chacun des espaces 33 à. 39 est logé un chariot de bétonnage comprenant un moteur 42 entraînant un pignon 43 en prise avec la crémaillère 40. L'arbre du moteur porte, à l'opposé du pignon 43, un galet. 44 monté fou sur lui. Lorsque le moteur tourne, le chariot de bétonnage se déplace à l'intérieur de l'es pace annulaire. Ce chariot porte un tube 45 relié par un tuyau souple 46 à une trémie 47 alimentant en béton le tuyau 46. Les chariots de bétonnage, dont un seul est repré senté, se déplacent dans les espaces 33 à. 39 et répartissent ainsi sur tout le fond de l'excavation le béton d'ancrage de la pile.
L'ensemble des fers 25 à 32 est solidaire d'un support cylindrique 48, portant un moteur 49 commandant un pignon 50 en prise avec une crémaillère pratiquée sur l'arbre 23. Ce mo teur 49 permet ainsi de faire monter et des cendre toute l'installation de bétonnage. L'arbre 23 est perdu, restant noyé dans le béton. Après le bétonnage, une installation similaire est mise en place, dans laquelle, au lieu des chariots de bétonnage, on emploie des chariots comprenant, à la place du tuyau 45, des rouleaux 51 et 52 de diamètres différents qui dament le béton. Cette installation de da- mage est ensuite ôtée, puis la ceinture 3 est détachée et le cylindre 1 est ôté; un bâti de coffrage est alors monté à la place du cylin dre 1.
Ce bâti comprend un cylindre extérieur 100 et une série de sections cylindriques 53 à 57 dont les diamètres vont en décroissant à partir du bas de la pile. Des chapes 58 à 61 sont disposées entre ces cylindres et ménagent ainsi des espaces formant loges d'environ 2 m de haut, diamétralement opposés, situés de part et d'autre des cylindres (fig.10 et 11). Dans ces espaces sont logées des installations de bétonnage et de damage du béton. Des cré maillères 62 sont disposées au plafond de ces espaces.
Ces crémaillères permettent de dépla cer radialement lesdites installations qui com prennent chacune une série de fers circulaires de section droite en double<B>T,</B> séries désignées par 63 et 64 dans la fig. 12; entre ces fers sont ménagés des espaces annulaires contenant chacun un chariot de bétonnage dans l'instal lation 63 et respectivement de damage dans l'installation 64. Ces installations sont analo gues à l'installation de la fig. 6. Ces installa tions comprennent en plus chacune un moteur 65 commandant un pignon 66 engrenant avec la crémaillère 62 et qui permet les déplace ments radiaux de l'installation.
Lorsque les divers tronçons cylindriques sont coulés, on sépare les parties 100 et 2 en démontant à nouveau la. ceinture 3 et. l'on ôte la. partie 100 avec tout. ce qu'elle contient (cylindres 53 à 57, chapes 58 à 61 et. leurs outillages).
En variante, on pourra, armer le béton de la pile. On préparera alors en chantier des blocs cylindriques 67, 68 de béton armé que l'on descendra dans le cylindre 1 et l'on cou lera entre deux des couches de béton 69 les fixant les uns aux autres. Les blocs pourront. comprendre des tuyaux 70 munis de fers d'ar mature 71 et dans lesquels on coulera du béton, de manière que les couches intermédiaires 69 forment un tout avec les éléments préfabri qués de béton armé.
Method and installation for the construction of bridge piers. The present invention relates to a method and an installation for constructing bridge piers.
The process is characterized by the fact that one places at the bottom of the water, vertically, a cast steel cylinder, the two ends of which are open, sucks, by means of a pump, the water located at the bottom. inside this cylinder, dig the soil inside the cylinder, so as to form a cylindrical excavation, suck up the spoil, then place a shuttering frame formed of various cylindrical sections whose diameters decrease as one moves away from the ground, leaving between these various sections, at their intersections, spaces located on either side of these sections and intended to contain concrete injection and tamping tools,
brings each of these tools into the section located immediately below the space in which it is housed, performs the concreting and then the tamping of this section, this for each section successively, starting from the bottom, then detaches from said frame the lower part of the cylinder resting on the ground, and finally withdraws said frame with the various cylindrical sections, so that the stack formed of cylindrical sections remains, the diameters of which decrease from the bottom to substantially reach the level of the water .
The installation is characterized by the fact that it comprises a cast steel cylinder, a set of rotary knives intended to turn in this cylinder and to move around a shaft coaxial with the cylinder, a shuttering frame formed of cylindrical sections of different diameters, this frame having compartments located at the intersections of the various sections, on either side of the latter, and tools arranged in these compartments and each comprising a set of double-T profiled irons in which can move carriages carrying injectors for the concrete and tamping devices thereof.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the installation according to the invention and illustrates an implementation of the method according to the invention.
Fig. 1 is a section of the cast steel cylinder placed at the bottom of the water.
Fig. 2 is a similar section, the cylinder enclosing knives intended for digging the ground.
Fig. 3 is a plan view of FIG. 2. The .fig. 4 is an axial section of a detail on an enlarged scale.
Fig. 5 is a section through part of the cylinder after excavation has been carried out.
Fig. 6 is a section of part of the installation., On an enlarged scale, during the bé tonnage.
Fig. 7 is a sectional view of a detail of the concreting installation. Fig. 8 is an elevational view of a detail of the tamping installation.
Fig. 9 is a side view.
Fig. 10 is a section through the shuttering frame.
Fig. 11 is a plan view.
Fig. 12 is a section of a detail on an enlarged scale.
Fig. 13 is a section taken along line XIII-XIII of FIG. 12.
Fig. 14 is an elevational view of the stack after stripping.
Fig. 15 is a plan view of a detail of a variant, and FIG. 16 is a section taken along the line XVI-XVI of FIG. 15.
The installation shown comprises a sheet metal cylinder approximately 35 m in diameter and 55 m in height. This sheet will preferably be made of molten steel, 15 mm thick, with a tensile strength of 80 kg / mm 2. This cylinder is formed of two parts, one upper 1 and the other, designated by 2, lower, joined by a belt 3. This cylinder rests vertically on the bottom 4 of the water, the upper level of which is designated by 5. It is brought to the site by means of floating pontoons fitted with cranes. By means of a pump, the water is evacuated from the inside of this cylinder. Four vertical slides 6 are arranged at 90 from each other against the inner walls of the cylinder.
These slides serve as a guide for a cross bridge 7 which can thus slide longitudinally in the cylinders 1 and 2. This bridge carries at its center a cylindrical housing 8 covering an axis 9 carrying, at its lower end, two knives 10 resting on the bottom 4, perpendicular to each other. The housing 8 encloses two electric motors 11 and 12, one controlling a wheel 13 angularly integral with the axis 9 and being able to slide relative to the latter and the other controlling a pinion 14 engaged with a straight toothing made on the shaft. 'shaft 9 which thus constitutes a rack. The motor 11 makes it possible to rotate the shaft 9 and thus its knife 10, while the motor 12 makes it possible to make the shaft 9 go up and down relative to the cylinder 8 and, consequently, relative to the bridge 7.
The knives 10 bear, at each of their ends, knives 15 articulated on them at 16 and supported by stays 17 fixed to pillars 18 carried by the knives 10. These knives 15 are thus situated in the extension of the knives 10 and extend to the vicinity of the cylinder 2. The rotation of the shaft 9 therefore produces the drive of all the knives which scrape the bottom 4 and thus perform a cylindrical excavation 19. While this work is being carried out , the material is cleared by means of a pump 20 which, through a flexible pipe 21, leads the earth and the water mixed to an expulsion valve 22 shown schematically.
When the excavation 19 a. reached the. desired depth, the guides 6, the bridges 7 and their cylinder 8, the shaft 9 and. its knives 10 and 15 are removed and a shaft 23 integral with a base 24 is placed at the bottom of the exca vation 19. A concreting installation is then put in place; this installation comprises a series of circular bars of straight section in double <B> T </B> designated by 25 to 32, leaving between them annular spaces 33 to 39. Each iron in double <B> T </ B > has, on the upper face of its lower wing turned towards the inside of the circle, a circular rack 40 (fig. 6 and 7) and., on its other lower wing, a raceway 41.
In each of the spaces 33 to. 39 is housed a concreting carriage comprising a motor 42 driving a pinion 43 in engagement with the rack 40. The motor shaft carries, opposite the pinion 43, a roller. 44 rode mad on him. When the engine is running, the concreting carriage moves inside the annular space. This carriage carries a tube 45 connected by a flexible pipe 46 to a hopper 47 supplying concrete to the pipe 46. The concreting carriages, only one of which is shown, move in the spaces 33 to. 39 and thus distribute the concrete anchoring the pile over the entire bottom of the excavation.
The set of irons 25 to 32 is integral with a cylindrical support 48, carrying a motor 49 controlling a pinion 50 in engagement with a rack formed on the shaft 23. This motor 49 thus makes it possible to raise and remove any ash. the installation of concreting. The shaft 23 is lost, remaining embedded in the concrete. After the concreting, a similar installation is put in place, in which, instead of the concreting carriages, carriages are employed comprising, instead of the pipe 45, rollers 51 and 52 of different diameters which puncture the concrete. This stamping installation is then removed, then the belt 3 is detached and the cylinder 1 is removed; a formwork frame is then mounted in place of the cylinder dre 1.
This frame includes an outer cylinder 100 and a series of cylindrical sections 53 to 57 whose diameters decrease from the bottom of the stack. Yokes 58 to 61 are arranged between these cylinders and thus provide spaces forming compartments of approximately 2 m in height, diametrically opposed, located on either side of the cylinders (fig. 10 and 11). In these spaces are housed concreting and concrete tamping installations. Mesh rings 62 are placed on the ceiling of these spaces.
These racks make it possible to move said installations radially, which each comprises a series of circular irons of double cross section <B> T, </B> series designated by 63 and 64 in FIG. 12; between these irons are formed annular spaces each containing a concreting carriage in the installation 63 and respectively for tamping in the installation 64. These installations are analogous to the installation of FIG. 6. These installations each further comprise a motor 65 controlling a pinion 66 meshing with the rack 62 and which allows the radial displacements of the installation.
When the various cylindrical sections are cast, the parts 100 and 2 are separated by dismantling the again. belt 3 and. we take it off. part 100 with everything. what it contains (cylinders 53 to 57, yokes 58 to 61 and their tools).
As a variant, it is possible to reinforce the concrete of the pile. Cylindrical blocks 67, 68 of reinforced concrete will then be prepared on site, which will be lowered into cylinder 1 and will be cast between two of the layers of concrete 69 fixing them to each other. Blocks will. include pipes 70 provided with mature steel irons 71 and in which concrete will be poured, so that the intermediate layers 69 form a whole with the prefabricated elements of reinforced concrete.