CA1292600C - Pont constitue d'un tablier et de moyens pour le supporter, notamment pont haubane de grande portee, et son procede de construction - Google Patents
Pont constitue d'un tablier et de moyens pour le supporter, notamment pont haubane de grande portee, et son procede de constructionInfo
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Abstract
ABREGE DESCRIPTIF L'invention est relative à un pont comportant un tablier constitué d'une membrure supérieure (4), qui peut constituer une dalle de chaussée, d'une membrure inférieure (5) qui peut être constituée d'un tube formé de tronçons successifs, et de poutres de liaison diagona-les (6) qui relient les membrures, et dont les axes concolurent sur l'axe de la membrure inférieure. De préférence, les éléments soumis à de fortes tensions sont pourvus de moyens de précontrainte individuels. Les goussets (15) de liaison des diagonales à la membrure supérieure portent avantageusement les attaches de haubans (2) de soutien.
Description
~z~z~oo La présente invention est relative à une nouvelle structure de pont constituée d'un tablier et de moyens pour supporter ce tablier, et en particulier à une nouvelle structure de pont haubané de grande por-tée, ainsi qu'b un procédé de construction d'un telpont.
Dans l'état actuel de la technique, le fran-chissement de grandes portées fait appel soit à des ponts suspendus, soit à des ponts haubanés. Les ponts 1û suspendus sont économiquement justifiés pour les port~es exceptionnelles, mais leur souplesse pose des problèmes pour la circulation, notamment ferroviaire, et pour la stabilité aéroélastique. De leur côté, les ponts 3 haubans ne présentent pas la sensibilité au vent des ponts suspendus, particulièrement si le tablier est construit en béton, matériau qui confère à la structure un poids suffisant et une grande rigidité. Le poids toutefois limite les portées, de sorte qu'au-delà du domaine d'application des ponts à haubans en béton, on 2û a eu recours a des tabliers à structure mixte acier/
béton ou à des tabliers entièrement métalliques.
Dans l'état actuel de la technique, les tabliers haubanés à structure mixte acier/béton ont toujours été constitués d'une membrure supérieure en béton for-mant dalle de chaussée, portée par des poutres de rai-dissement transversales et longitudinales dëstinées à
transférer les charges aux haubans tout en assurant une rigidité suffisante au tablier Les réalisations de ce type sont récentes et mettent en évidence les limitations 3û actuelles des moyens connus, sur les points suivants :
- la cohabitation de la charpente métallique et du béton en ce qui concerne les effets du retrait et des déformations lentes du béton, - l'apparition de gradients de température créés par l'exposition au soleil de surfaces métalliques ayant une faible inertie thermique, ,~
.'6~
~ .
:129ZGI)O
- le risque de flambement d'ensemble de la structure par instabilité de la membrure inférieure des poutres longitudinales de rigidité, lorsque les contrain-tes dues aux charges, cumulées aux effets ci-dessus, s'approchent de la limite élastique en compression du métal, - la très faible résistance de ce type de structure vis-à-vis d'eFforts accidentels tels que l'impact d'un camion contre un hauban.
On peut remédier à pIusieurs de ces inconvé-nients en augmentant la hauteur et l'importance des pou-tres longitudinales de rigidité, mais c'est au détriment de la prise au vent et de l'économie.
On peut aussi faire appel à des structures en treillis, car elles permettent d'obtenir économique-ment une grande rigidité de flexion et de torsion, tout en assurant une transparence maximale vis-à-vis du vent.
Dans l'état actuel de la technique, de telles structures en treillis combinent généralement l'acier et le béton, mais malgré d'importantes recherches dans ce domaine, aucune solution vraiment satisfaisante n'a été trouvée pour transférer les efforts entre les membrures et les diagonales aux différents noeuds du treillis.
Le comportement à long terme de telles solutions n'est pas connu et les prix de revient restent élevés.
L'objet de l'invention est de pallier tous les inconvénients précédemment rappelés, en proposant une structure nouvelle ~ la fois légère, rigide, et facile à réaliser, donc économique.
L'invention fournit, pour obtenir ce r~sultat, un pont constitué d'un tablier et de moyens pour supporter ce tablier, le tablier comprenant :
- une membrure supérieure formant dalle de circulation, : .
. ,, ,~ - .
- une membrure inférieure formant un élément longitudinal continu, - des poutres de liaison, dites "diagonales"
reliant les membrures supérieure et inférieure, diri-S gées obliquement à la fois par rapport à la verticaleet par rapport 3 la longueur du pont, et formant, avec les membrures, un treillis spatial, ce pont ayant pour particularité que les axes des diagonales convergent sur l'axe longitudinal de la membrure inférieure ou le plan médian de la mernbrure supérieure.
Par "treillis spatial", on entend une structure constituée d'éléments qu'on peut assimiler à
des parties de plan ou b des segments de droite et reliés entre eux, cette structure n'étant pas comprise 15. dans un plan. Dans la suite, on appellera "noeuds"
les points de jonction de parties de plan et/ou de segments de droite.
De préférence, les parties des membrures qui sont soumises à des efforts de traction importants, et les diagonales qui sont soumises à des efforts de traction importants sont précontraintes par des moyens qui sont propres à chacune desdites membrures et 3 chaque diagonale ou à deux diagonales concourantes.
Suivant des modalités préférées :
- les moyens de précontrainte des diagonales comprennent des armatures de précontrainte ancrées à leurs deux extrémités aux points de jonction de ces diagonales avec la membrure supérieure et dessinant un V dont le milieu est au point de jonction desdites diagonales avec la membrure inférieure, - la membrure inférieure est formée de tron-cons successifs assemblés et est pourvue d'armatures longitudinales de précontrainte qui mettent en compression, chacune, plusieurs tronçons assemblés, . . -- ~
.
~29Z~(~O
- les moyens de mise en précontrainte de la membrure supérieure sont constitués par des armatures de précontrainte reliant entre eux les noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec ladite membrure supérieure.
La combinaison de ces trois dernières modalités aboutit à une structure particulièrement intéressante, car toutes les parties fortement tendues de la struc-ture du tablier forment un réseau d'éléments précon-traintS.
Le tablier qu'on vient de décrire peut êtreintégré dans les ponts de conceptions diverses.
Pour des ouvrages de grande ou moyenne portée, on préfère un pont haubané, et dans ce cas on prévoit que les moyens pour supporter le tablier sont consti-tués par des haubans reliant des mâts de support à
des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure supérieure.
Dans cette hypothèse, pour des moyennes port~es, on peut prévoir que le pont comprend au moins deux membrures inférieures continues, et un nombre égal de treillis spatiaux comprenant des diagonales dont les axes conver-gent sur l'axe d'une membrure inférieure, lesdites membrures étant reliées entre-elles par un contre-ventement, ces treillis spatiaux incluant chacun unepartie de la membrure supérieure, et avantageusement, que ce pont comprend deux membrures inférieures et deux treillis spatiaux et en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans 3û reliant les noeuds des treillis spatiaux qui sont ! situés dans le plan axial du pont à des mâts de support.
Suivant une variante, également à portée moyenne, les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans reliant des mâts de support à des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure inférieure.
~.
;
lZ9Z600 L'invention peut également être appliquée à des ponts de portées beaucoup plus faibles, et non haubanés. Dans de tels ponts où le tablier est construit de la manière conforme à l'invention indiquée plus haut, les moyens pour supporter le tablier sont consti-tués par des appuis transversaux sur lesquels repose la membrure supérieure, et il est prévu des armatures de précontrainte supplémentaires qui suivent un tracé
polygonal reliant deux appuis transversaux successifs en passant par des points de renvoi situés sur la membrure inférieure, et, avantageusement, lesdites armatures de précontrainte supplémentaires ne sont pas dans le plan axial du pont.
Les moyens de jonction des diagonales aux membrures sont un élément très important pour la mise en oeuvre de l'invention. Suivant une modalité préférée, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure inférieure, il est prévu des goussets en tôle pliée, cornportant deux ailes qui sont chacune dans un plan longitudinal contenant l'axe de diagonales qui sont fixées sur lui, le gousset ~tant fixé sur la membrure inférieure de telle facon que l'axe de pliure des ailes du gousset coincide avec l'axe lon-gitudinal de la membrure inférieure. Avantageusement, on prévoit aussi que la membrure inférieure est formée de troncons successifs assemblés, et au moins certains des goussets sont fixés aux points d'assemblages de tronçons successifs.
Suivant une autre modalité préférée, qui se combine avantageusement avec la précédente, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure supérieure, il est prévu des goussets comportant une aile inférieure située dans un plan longitudinal conte-nant l'axe des diagonales qui sont fixées sur lui, et une aile supérieure qui est fixée sur la membrure supérieure, de telle facon que l'axe de pliure des ailes du gousset se trouve dans le plan médian de la membrure supérieure.
,. ~.. i . ~ .......
:~Z9Z600 Dans ce cas, suivant des modes de réalisation intéressants :
- le gousset porte des points d'ancrage pour des armatures de précontrainte des diagonales et des points d'ancrage pour des armatures de précon-trainte de la membrure supérieure, - la liaison entre le gousset et la membrure supérieure est une liaison béton-acier, - l'aile supérieure du gousset a son plan 1û médian situé dans un plan longitudinal contenant l'axe de haubanssupportant le pont, ces haubans étant fixés sur ledit gousset. On peut prévoir aussi que l'aile supérieure est dédoublée en deux ailes parallèles entre lesquelles est fixé le hauban , l'axe de pliure étant dans ce cas constitué par l'intersection des plans médians des ailes supérieure et inférieure.
Pour obtenir une plus grande légéreté, dans les ponts à très grande portée, on peut prévoir en outre que la membrure supérieure constitue une dalle 2û de béton renforcée par des profilés métalliques continus et des armatures de précontrainte disposées perpendicu-lairement à ces profilés métalliques.
Selon l'invention, la membrure supérieure de l'ouvrageformantdalle de chaussée ou portant la circulation ferroviaire, est réalisée en béton armé
ou précontraint; la membrure inférieure peut être soit en béton armé ou précontraint, soit en structure mixte acier/béton, soit entièrement métallique. On peut utiliser avantageusement un tube métallique rempli de béton dont les caractéristiques sont décrites plus avant. Dans la forme la plus simple de l'invention, les membrures inférieure et supérieure sont reliées entre elles par une série de diagonales situées dans deux plans obliques formant un triangle isocèle dans la section transversale.
,,~ ;i . ., .
lZ~ OO
Dans le cas d'un ouvrage haubané les deux rives de la dalle supérieure comportent à intervalles réguliers les ancrages des haubans de suspension, au point de concours des diagonales précédemment citées.
Les avantages de cette disposition résident dans l'alliance de la rigidité de torsion et de flexion de la section avec le minimum de poids et de prise au vent, autorisant d'importantes économies par rapport aux procéd~s de réalisation actuellement connus.
1û L'invention fournit en outre un procédé de construction original, adapté à la structure de pont qu'on vient de décrire.
Ce procédé comprend les ~tapes suivantes :
- placer, sur une partie de tablier déjà
montée, deux poutres longitudinales de bordure provisoire, de part et d'autre de la membrure supérieure, en porte-à-faux d'une longueur au moins égale à la dimension longitudinale d'une maille du treillis spatial, chaque poutre étant maintenue par deux noeuds successifs du treillis spatial déjà monté, - amener une nouvelle maille du treillis spatial, cette maille comprenant au moins un noeud situé sur la membrure inférieure, deux noeuds situés sur la membrure supérieure, et les diagonales corres-pondant à ces noeuds, - solidariser cette nouvelle maille et la partie de tablier déjà montée, en soutenant la nouvelle maille b l'aide des poutres de bordure provisoire, - recommencer les opérations en faisant avancer les poutres de bordure provisoire le long de la maille qu'on vient de fixer.
Dans le cas d'un pont haubané, de préférence, lors de la solidarisation de la nouvelle maille avec la partie de tablier déjà montée, on fixe également un hauban de suspension sur ladite nouvelle maille.
Avantageusement, que lepont soit haubané
ou non, on utilise des poutres de bordure provisoire pourvues de moyens tels que des plots pour les immobi-liser en position correcte par rapport aux mailles du treillis spatial déjà monté.
L'invention va maintenant être décrite de farSon plus détaillée, à l'aide d'exemples pratiques, non limitatifs, illustrés à l'aide des dessins, parmi lesquels :
1û La figure 1 est une élévation longitudinale d'un pont haubané conformé à l'invention.
La figure 2 est la vue en plan du même ouvrage.
La figure 3 est une coupe transversale courante d'un tablier haubanié montrant la membrure supérieure,én béton formant dalle de chaussée, les ! diagonales dans les plans obliques et la membrure inférieure tubulaire.
La figure 4 est une vue en plan de l'ossature du tablier.
Les figures 5a et 5b sont des vues axonométri-ques partielles du tablier montrant les mêmes éléments composants que sur la figure 4, pour un pont haubané
ou non haubané.
Les figures 6 à 9 incluses montrent le détail d'un tronçon élémentaire de la membrure inf~rieure, sa cons itution, le noeud de raccordement avec les diagonales et d'assemblage avec les troncons adjacents et enfin le détail du joint entre deux tronrSons.
Les figures 10 à 13 montrent le détail du noeud d'assemblage supérieur selon les trois vues (coupe transversale, élévation longitudinale et vue en plan) ainsi qu'une variante de réalisation de l'attache des haubans.
Les figures 14 à 17 montrent les éléments structuraux complémentaires nécessaires à la réalisation de l'invention selon l'intensité des charges supportées par le tablier et les dimensions géométriques de celui-c i, -' '' :
12~2600 Les figures 18 et 19 montrent deux autres modes particuliers de réalisation de l'invention selon lesquels une suspension haubanée unique est disposée au centre de l'ouvrage.
Les figures 20 et 21 sont des coupes, respecti-vement transversale et longitudinale, partielles, illustrant un mode alternatif de réalisation de la dalle supérieure selon lequel des profilés métalliques sont noyés dans la dalle en béton, de préférence dans le sens longitudinal de l'ouvrage pour coopérer avec le béton à la résistance vis-à-vis de l'effort axial dans le tablier, la solidarisation entre le béton de la dalle et les profilés métalliques étant assurée - par une précontrainte orthogonale à la direction des profilés.
Les figures 22 et 23 sont une vue longitudinale et une coupe transversale montrant l'application de l'invention à la réalisation de travées non haubanées, par exemple les travées d'accès situées de part et d'autre d'une travée centrale haubanée-Les figures 24 à 27 montrent les phases constructi~es successives du tablier conforme à l'invention et les moyens particuliers nécessaires à cette construc-tion.
Dans la réalisation des figures 1 et 2, le pont conforme à l'invention comprend un tablier 1 consti-tué d'une série d'éléments spaciaux triangulés suspendus à des haubans 2, en des points régulièrement espacés.
Ces haubans sont fixés vers le sommet des mâts de support 3. Par souci de clarté, la travée centrale est représentée avec huit éléments seulement suspendus par trois haubans de part et d'autre de la clef. Dans les ponts de grande portée, l'espacement des haubans est variable de 10 à 20 m et le nombre de haubans dans la demi-travée centrale peut atteindre 20 à 25.
, ., lZ9Z600 Sous sa forme la plus simple, la section transversale du tablier 1 représentée sur la figure 3 est un triangle isocèle constitué par une dalle (ou membrure) supérieure 4, une membrure inférieure 5 et des diagonales 6, sans appuis intermédiaires de la dalle supérieure 4 entre les deux rives du pont.
La vue en plan de la figure 4 montre, en outre, que les plans des diagonales sont découpés en triangles tous identiques dont les sommets sont alternativement situés sur les rives de la dalle supérieure 4 et sur la membrure centrale inférieure 5.
La membrure inférieure 5, dont le détail est donné sur la figure 6, est décomposée, pour la réalisation de l'ouvrage, en tronçons de longueur égale séparés par des joints permettant un assemblage rapide lors de la construction.
La membrure inférieure 5 est, dans l'exemple décrit, un tube métallique 7 rempli ou non de b~ton, selon l'emplacement sur la longueur du pont et la nature des contraintes qui la sollicitent. Suivant les nécessités du projet et notamment l'intensité et le sens des efforts appliqués à cette membrure dans l'ouvrage, il peut être nécessaire et avantageux de prévoir séparément ou simultanément les armatures ordinaires ou armatures de précontrainte suivantes :
- des armatures passives noyées dans le béton dans les zones où l'effort de compression est important pour réduire la contrainte dans les matériaux, - des armatures de précontrainte prétendues mises en tension avant coulage du béton et ancrées sur les brides d'extrémité de chaque tronçon de tube, des-~tinées à placer le tube métallique sous une compression longitudinale permanente, ~ .
.
.
- des armatures de précontrainte post-tendues, plac~es sous gaine 8 à l'intérieur du béton de rem-plissage et destinées à mettre l'ensemble du tube mé-tallique et du béton de remplissage sous une compression longitudinale permanente, - des armatures de précontrainte post-tendues 9 placées à l'extérieur du tube et tendues dans l'ou-vrage sur plusieurs tronçons après assemblage de ceux-ci.
L'assemblage entre tronçons successifs de la membrure inférieure se fait par des brides 10 pla-cées en regard l'une de l'autre et réunies longitudina-lement par des boulons haute résistance 11. Les brides d'extrémité de chaque tronçon comportent en outre un gousset 12 plié selon le plan des diagonales obliques permettant un assemblage par soudure de celles-ci avec la membrure principale inférieure. Les brides comportent enfin et en tant que de besoin les ancrages de la précontrainte extérieure de la membrure inférieu-re. L'axe de pliage du gousset 12 co;ncide avec l'axedu tube 7.
Au moins certains des tronçons du tube sont remplis de béton. Le béton de remplissage du tube, s'il existe, peut être mis en oeuvre avant ou apr~s assemblage de la membrure dans l'ouvrage. Dans les deux cas, il est avantageux de mettre en compression le béton de remplissage à l'intérieur de son enveloppe métallique pour combattre les effets ultérieurs du retrait et ameliorer l'adhérence relative des deux matériaux. Contrairement aux ouvrages faisant appel à une membrure composite tube métallique/béton de remplissage où les variations d'effort et par con-séquent les contraintes d'adhérence se produisent de façon continue le long de la membrure, dans l'ouvrage objet de l'invention, de telles variations d'effort n'apparaissent qu'au droit des noeuds de liaison avec lZSZ600 les diagonales, dans une zone où les dispositions utili-sées rendent impossible tout glissement relatif du béton et du tube. A cet effet, des raidisseurs ou connecteurs 13 sont prévus au voisi,nage de la bride.
Du point de vue constructif, le remplissage en béton du tube et sa mise en compression se fait aisément avec la coopération d'un ou de deux obturateurs provi-soires placés aux extrémités du tube et fixés aux brides d'extrémité par une série de boulons provisoires.
lû Dans le cas où le béton est mis en oeuvre avant assemblage de la membrure dans l'ouvrage, il est prévu un dispositif d'injection 14 dans le joint entre deux tronçons successifs, pour assurer une parfaite trans-mission des efforts longitudinaux dans le béton de remplissage.
Le noeud supérieur sur les rives de l'ouvrage assure la transmission des efforts des diagonales obliques à la dalle supérieure en même temps que la suspension aux haubans. Selon le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 10, 11 et 12, dont sont données respectivement une coupe transversale, une vue longitudinale et une vue horizontale du noeud, l'élément essentiel de l'assemblage est un gousset 15 en t61e pliée dont la partie supérieure est confondue avec le plan de suspension des haubans 2, et la partie inférieure est située dans le plan des diagonales obliques 6. Le hauban y est fixé par des moyens connus tels que chapes 16 et axe 17 ou, selon la variante représentée sur la figure 13, par un dédoublement du gousset permettant la fixation de l'ancrage inférieur du hauban. Les diagonales sont aisément liées au gousset par soudure le long d'une fente pratiquée dans le tube. Pour assurer la décomposition des efforts selon les lois de la statique, l'arête de pliure 18 du gousset est située dans le plan moyen 19 de la dalle de chaussée. Le gousset porte en outre les an-crages 20, 21 des armatures 22, 23 de la diagonale 6 et de la dalle supérleure 4.
.
:
lZ5~2600 Selon l'invention, la transmission de tous les efforts se fait ainsi selon un cheminement direct en éliminant toute soudure ou tout assemblage travaillant à l'arra-chement qui présente toujours un risque potentiel. Dans tous les noeuds inférieur et supérieur de la structure, les goussets continus prévus assurent une interpénétra-tion des membrures et des diagonales pour réaliser le cheminement direct des efforts mentionné ci-dessus.
D 1' ilib g~n~érlal t lû de la partie centrale de la travée principale, des efforts de traction importants apparaissent, soit sous l'effet de diffusion des forces concentrées des haubans, soit sous l'application des surcharges, dans les trois éléments suivants du treillis :
- la membrure supérieure entre les points d'attache des haubans, - les diagonales orientées dans le prolongement des haubans, - la membrure inférieure entre les noeuds d'attaches des diagonales ci-dessus.
Ces éléments sont signalés par des tirets à
la figure 1.
Pour assurer l'équilibre du pont sous ces efforts de traction, il est prévu selon l'invention de mettre en oeuvre les trois familles d'armatures de précontrainte suivantes :
- des armatures longitudinales supérieures 23 ancrees dans les goussets supérieurs d'attache des haubans, - des armatures obliques en V 22 placées à l'intérieur des diagonales tendues; les armatures sont déviées à la partie basse dans la bride de la membrure inférieure et ancrées à la partie supérieure dans le même gousset d'assemblage que ci-dessus, ~;
,' lZ~2600 - des armatures longitudinales inférieures 9 extérieures à la membrure inférieure et précédemment décrites.
Les dispositions proposées assurent un transfert direct de toutes les charges et une continuité complète de tous les efforts des haubans, des deux membrures et des diagonales.
Lorsque les dimensions transversales du pont l'exige, on peut être amené à incorporer des éléments de structures complémentaires figurant sur les Figures 14 à 17 :
- des poteaux intermédiaires 24 permettent de réduire les portées de la chaussée, donc son épais-seur, son poids et ses armatures, lS - des pièces de pont transversales 25 réunissant par exemple les deux goussets de raccor-dement sur les rives pour diviser la dalle de chaus-sée en panneaux travaillant dans les deux sens lon-gitudinal et transversal.
,' ,~.'.:;-lZ92600 Dans certains ouvrages de portée moyenne(200 3 400 m par exemple), on peut envisager de n'utiliser qu'un seul plan de suspension, tous les haubans étant disposés dans le plar, de symétrie du pont. Les figures 18 et 19 donnent deux dispositions possibles, toutes deux faisant partie de l'invention.
Dans la disposition de la figure 18, les haubans 2 traversent la membrure supérieure 4 à travers des guides 26 conçus pour amortir les vibrations du système, et viennent s'ancrer dans la membrùre inférieure, à l'endroit des noeuds du treillis spatial constitués par la jonction des diagonales avec la membrure inférieure.
Dans la disposition de la figure 19, il y a deux membrures inférieures 5 parallèles, et deux treillis spatiaux constitués chacun d'une membrure inférieure, d'une moitié de la membrure supérieure 4 qui est au-dessus de cette membrure inférieure, et de diagonales 6 qui relient chaque membrure inférieure à la moitié de membrure supérieure qui lui correspond.
Un contreventement 27 relie les deux membrures inférieures 5 et rigidifie l'ensemble en assurant la continuité
du contour extérieur et la stabilité de la section transversale, et la rigidité en torsion du tablier.
Enfin, dans les ouvrages de très grande portée (600 à 900 m par exemple), il est vital de réduire le poids du tablier autant que faire se peut. Dans ce but, la dalle de chaussée est elle-même constituée d'une structure mixte comprenant des profilés métalli-ques continus et du béton disposé entre ceux-ci, la solidarisation des matériaux étant réalisée par une précontrainte orthogonale à la direction des profilés.
Le confinement conféré au béton de la dalle par les profilés métalliques permet de réduire à 0,10 m l'épaisseur minimale de la dalle sans risque de poinçon-nement sous les charges concentrées des véhicules.
Aux figures 20et 21 on peut voir des profilés métalliques , ~
~z~z~o~
28, disposés dans le sens longitudinal, et des armatures de précontrainte 29 disposées transversalement, ces profilés et armatures étant placés dans l'épaisseur de la chaussée. Il est clair qu'on peut aussi disposer différemment les profilés et armatures.
Concu essentiellement pour la réalisation de ponts haubannés de grande portée, le procédé
conforme à l'invention peut être étendu à la réalisation de portées non haubanéeS- Le cas se présente lorsqu'une grande travée à réaliser au-dessus d'une brèche ou d'un chenal de navigation est encadrée de viaducs d'accès qui peuvent être avantageusement construits selon les mêmes procédés que l'ouvrage principal.
Les figures 22 et 23 décrivent la constitution d'une travée type en élévation et en coupe transversale respectivement.
La résistance de flexion longitudinale est conférée dans les membrures par des armatures de pré-contrainte telles que 23 dans la membrure supérieure et 9 dans la membrure inférieure, complétées en tant que de besoin par des armatures de précontrainte exté-rieure 30 3 tracé polygonal et se recouvrant au droit des appuis constitués par des traverses 31 portées par des piles 32 et adjacentes 3 des jonctions de diago-nales 6 à la membrure supérieure 4. Ces armaturesde précontrainte extérieure 30 relient des points 33 situés sur les traverses 31 à proximité de leurs extrémi-tés, c'est-à-dire à proximité de noeuds du treillis spatial constitués par la jonction des diagonales 3 la membrure supérieure, en passant par des points de déviation 34 qui sont d'autres noeuds du treillis spatial, constitués par la jonction des diagonales 3 la membrure inferieure.
La résistance aux efforts tranchants est complétée par une précontrainte des diagonales telle que 22, selon un mode de réalisation identique à celui qui a été décrit pour une structure hauban.ée-s~ ' 1~9Z600 Du point de vue constructif, les dispositifs de l'invention permettent une réalisation remarquablement simple exposée schématiquement sur les figures 24à
27.
Supposant le tablier construit jusqu'b la configuration représentée sur la figure 2~ les étapes ci-après permettent la réalisation de la phase suivante:
- Avancement longitudinal de deux poutres de bordure provisoires 35 situées en rive imm~diatement au-dessous des noeuds supérieurs d'assemblage. Ces poutres présentent la résistance suffisante pour supporter en porte-à-faux le poids propre d'un nouveau tronçon de charpente sur la distance séparant deux haubans successifs. Chaque poutre présente une longueur un peu supérieure à deux fois la distance ci-dessus. Au centre, la poutre est immobilisée par un pion de centrage 36 et des barres de suspension au droit du dernier hauban posé (figure 24). A l'arribre, la poutre trouve son appui au droit du hauban précédent. ûn transporte et place par des moyens connus le nouveau tronçon de charpente (membrure supérieure, quatre diagonales et deux goussets supérieurs réunis provisoirement par un palonnier transversal assurant la rigidité spatiale de l'élément) qui repose à sa position définitive sur l'extrémité des deux poutres longitudinales provisoires.
On peut accoster la membrure inférieure et solidariser les brides. On immobilise ensuite les goussets supé-rieurs sur les poutres par des pions (permettant en même temps le r~glage du profil en long de l'ouvrage) et des barres de suspension, puis on met en place un nouveau hauban.
- Il est désormais possible de couler le béton de la dalle supérieure dont le poids est porté
à l'arrière par la partie déjà construite du tablier et à l'avant par le nouveau hauban dont la tension peut être réglée pour réaliser le profil en long souhaité
de l'ouvrage.
12926~0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et il est possible d'apporter à ceux-ci des modifications .
sans sortir du cadre de l'invention.
Dans l'état actuel de la technique, le fran-chissement de grandes portées fait appel soit à des ponts suspendus, soit à des ponts haubanés. Les ponts 1û suspendus sont économiquement justifiés pour les port~es exceptionnelles, mais leur souplesse pose des problèmes pour la circulation, notamment ferroviaire, et pour la stabilité aéroélastique. De leur côté, les ponts 3 haubans ne présentent pas la sensibilité au vent des ponts suspendus, particulièrement si le tablier est construit en béton, matériau qui confère à la structure un poids suffisant et une grande rigidité. Le poids toutefois limite les portées, de sorte qu'au-delà du domaine d'application des ponts à haubans en béton, on 2û a eu recours a des tabliers à structure mixte acier/
béton ou à des tabliers entièrement métalliques.
Dans l'état actuel de la technique, les tabliers haubanés à structure mixte acier/béton ont toujours été constitués d'une membrure supérieure en béton for-mant dalle de chaussée, portée par des poutres de rai-dissement transversales et longitudinales dëstinées à
transférer les charges aux haubans tout en assurant une rigidité suffisante au tablier Les réalisations de ce type sont récentes et mettent en évidence les limitations 3û actuelles des moyens connus, sur les points suivants :
- la cohabitation de la charpente métallique et du béton en ce qui concerne les effets du retrait et des déformations lentes du béton, - l'apparition de gradients de température créés par l'exposition au soleil de surfaces métalliques ayant une faible inertie thermique, ,~
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~ .
:129ZGI)O
- le risque de flambement d'ensemble de la structure par instabilité de la membrure inférieure des poutres longitudinales de rigidité, lorsque les contrain-tes dues aux charges, cumulées aux effets ci-dessus, s'approchent de la limite élastique en compression du métal, - la très faible résistance de ce type de structure vis-à-vis d'eFforts accidentels tels que l'impact d'un camion contre un hauban.
On peut remédier à pIusieurs de ces inconvé-nients en augmentant la hauteur et l'importance des pou-tres longitudinales de rigidité, mais c'est au détriment de la prise au vent et de l'économie.
On peut aussi faire appel à des structures en treillis, car elles permettent d'obtenir économique-ment une grande rigidité de flexion et de torsion, tout en assurant une transparence maximale vis-à-vis du vent.
Dans l'état actuel de la technique, de telles structures en treillis combinent généralement l'acier et le béton, mais malgré d'importantes recherches dans ce domaine, aucune solution vraiment satisfaisante n'a été trouvée pour transférer les efforts entre les membrures et les diagonales aux différents noeuds du treillis.
Le comportement à long terme de telles solutions n'est pas connu et les prix de revient restent élevés.
L'objet de l'invention est de pallier tous les inconvénients précédemment rappelés, en proposant une structure nouvelle ~ la fois légère, rigide, et facile à réaliser, donc économique.
L'invention fournit, pour obtenir ce r~sultat, un pont constitué d'un tablier et de moyens pour supporter ce tablier, le tablier comprenant :
- une membrure supérieure formant dalle de circulation, : .
. ,, ,~ - .
- une membrure inférieure formant un élément longitudinal continu, - des poutres de liaison, dites "diagonales"
reliant les membrures supérieure et inférieure, diri-S gées obliquement à la fois par rapport à la verticaleet par rapport 3 la longueur du pont, et formant, avec les membrures, un treillis spatial, ce pont ayant pour particularité que les axes des diagonales convergent sur l'axe longitudinal de la membrure inférieure ou le plan médian de la mernbrure supérieure.
Par "treillis spatial", on entend une structure constituée d'éléments qu'on peut assimiler à
des parties de plan ou b des segments de droite et reliés entre eux, cette structure n'étant pas comprise 15. dans un plan. Dans la suite, on appellera "noeuds"
les points de jonction de parties de plan et/ou de segments de droite.
De préférence, les parties des membrures qui sont soumises à des efforts de traction importants, et les diagonales qui sont soumises à des efforts de traction importants sont précontraintes par des moyens qui sont propres à chacune desdites membrures et 3 chaque diagonale ou à deux diagonales concourantes.
Suivant des modalités préférées :
- les moyens de précontrainte des diagonales comprennent des armatures de précontrainte ancrées à leurs deux extrémités aux points de jonction de ces diagonales avec la membrure supérieure et dessinant un V dont le milieu est au point de jonction desdites diagonales avec la membrure inférieure, - la membrure inférieure est formée de tron-cons successifs assemblés et est pourvue d'armatures longitudinales de précontrainte qui mettent en compression, chacune, plusieurs tronçons assemblés, . . -- ~
.
~29Z~(~O
- les moyens de mise en précontrainte de la membrure supérieure sont constitués par des armatures de précontrainte reliant entre eux les noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec ladite membrure supérieure.
La combinaison de ces trois dernières modalités aboutit à une structure particulièrement intéressante, car toutes les parties fortement tendues de la struc-ture du tablier forment un réseau d'éléments précon-traintS.
Le tablier qu'on vient de décrire peut êtreintégré dans les ponts de conceptions diverses.
Pour des ouvrages de grande ou moyenne portée, on préfère un pont haubané, et dans ce cas on prévoit que les moyens pour supporter le tablier sont consti-tués par des haubans reliant des mâts de support à
des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure supérieure.
Dans cette hypothèse, pour des moyennes port~es, on peut prévoir que le pont comprend au moins deux membrures inférieures continues, et un nombre égal de treillis spatiaux comprenant des diagonales dont les axes conver-gent sur l'axe d'une membrure inférieure, lesdites membrures étant reliées entre-elles par un contre-ventement, ces treillis spatiaux incluant chacun unepartie de la membrure supérieure, et avantageusement, que ce pont comprend deux membrures inférieures et deux treillis spatiaux et en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans 3û reliant les noeuds des treillis spatiaux qui sont ! situés dans le plan axial du pont à des mâts de support.
Suivant une variante, également à portée moyenne, les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans reliant des mâts de support à des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure inférieure.
~.
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lZ9Z600 L'invention peut également être appliquée à des ponts de portées beaucoup plus faibles, et non haubanés. Dans de tels ponts où le tablier est construit de la manière conforme à l'invention indiquée plus haut, les moyens pour supporter le tablier sont consti-tués par des appuis transversaux sur lesquels repose la membrure supérieure, et il est prévu des armatures de précontrainte supplémentaires qui suivent un tracé
polygonal reliant deux appuis transversaux successifs en passant par des points de renvoi situés sur la membrure inférieure, et, avantageusement, lesdites armatures de précontrainte supplémentaires ne sont pas dans le plan axial du pont.
Les moyens de jonction des diagonales aux membrures sont un élément très important pour la mise en oeuvre de l'invention. Suivant une modalité préférée, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure inférieure, il est prévu des goussets en tôle pliée, cornportant deux ailes qui sont chacune dans un plan longitudinal contenant l'axe de diagonales qui sont fixées sur lui, le gousset ~tant fixé sur la membrure inférieure de telle facon que l'axe de pliure des ailes du gousset coincide avec l'axe lon-gitudinal de la membrure inférieure. Avantageusement, on prévoit aussi que la membrure inférieure est formée de troncons successifs assemblés, et au moins certains des goussets sont fixés aux points d'assemblages de tronçons successifs.
Suivant une autre modalité préférée, qui se combine avantageusement avec la précédente, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure supérieure, il est prévu des goussets comportant une aile inférieure située dans un plan longitudinal conte-nant l'axe des diagonales qui sont fixées sur lui, et une aile supérieure qui est fixée sur la membrure supérieure, de telle facon que l'axe de pliure des ailes du gousset se trouve dans le plan médian de la membrure supérieure.
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:~Z9Z600 Dans ce cas, suivant des modes de réalisation intéressants :
- le gousset porte des points d'ancrage pour des armatures de précontrainte des diagonales et des points d'ancrage pour des armatures de précon-trainte de la membrure supérieure, - la liaison entre le gousset et la membrure supérieure est une liaison béton-acier, - l'aile supérieure du gousset a son plan 1û médian situé dans un plan longitudinal contenant l'axe de haubanssupportant le pont, ces haubans étant fixés sur ledit gousset. On peut prévoir aussi que l'aile supérieure est dédoublée en deux ailes parallèles entre lesquelles est fixé le hauban , l'axe de pliure étant dans ce cas constitué par l'intersection des plans médians des ailes supérieure et inférieure.
Pour obtenir une plus grande légéreté, dans les ponts à très grande portée, on peut prévoir en outre que la membrure supérieure constitue une dalle 2û de béton renforcée par des profilés métalliques continus et des armatures de précontrainte disposées perpendicu-lairement à ces profilés métalliques.
Selon l'invention, la membrure supérieure de l'ouvrageformantdalle de chaussée ou portant la circulation ferroviaire, est réalisée en béton armé
ou précontraint; la membrure inférieure peut être soit en béton armé ou précontraint, soit en structure mixte acier/béton, soit entièrement métallique. On peut utiliser avantageusement un tube métallique rempli de béton dont les caractéristiques sont décrites plus avant. Dans la forme la plus simple de l'invention, les membrures inférieure et supérieure sont reliées entre elles par une série de diagonales situées dans deux plans obliques formant un triangle isocèle dans la section transversale.
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Dans le cas d'un ouvrage haubané les deux rives de la dalle supérieure comportent à intervalles réguliers les ancrages des haubans de suspension, au point de concours des diagonales précédemment citées.
Les avantages de cette disposition résident dans l'alliance de la rigidité de torsion et de flexion de la section avec le minimum de poids et de prise au vent, autorisant d'importantes économies par rapport aux procéd~s de réalisation actuellement connus.
1û L'invention fournit en outre un procédé de construction original, adapté à la structure de pont qu'on vient de décrire.
Ce procédé comprend les ~tapes suivantes :
- placer, sur une partie de tablier déjà
montée, deux poutres longitudinales de bordure provisoire, de part et d'autre de la membrure supérieure, en porte-à-faux d'une longueur au moins égale à la dimension longitudinale d'une maille du treillis spatial, chaque poutre étant maintenue par deux noeuds successifs du treillis spatial déjà monté, - amener une nouvelle maille du treillis spatial, cette maille comprenant au moins un noeud situé sur la membrure inférieure, deux noeuds situés sur la membrure supérieure, et les diagonales corres-pondant à ces noeuds, - solidariser cette nouvelle maille et la partie de tablier déjà montée, en soutenant la nouvelle maille b l'aide des poutres de bordure provisoire, - recommencer les opérations en faisant avancer les poutres de bordure provisoire le long de la maille qu'on vient de fixer.
Dans le cas d'un pont haubané, de préférence, lors de la solidarisation de la nouvelle maille avec la partie de tablier déjà montée, on fixe également un hauban de suspension sur ladite nouvelle maille.
Avantageusement, que lepont soit haubané
ou non, on utilise des poutres de bordure provisoire pourvues de moyens tels que des plots pour les immobi-liser en position correcte par rapport aux mailles du treillis spatial déjà monté.
L'invention va maintenant être décrite de farSon plus détaillée, à l'aide d'exemples pratiques, non limitatifs, illustrés à l'aide des dessins, parmi lesquels :
1û La figure 1 est une élévation longitudinale d'un pont haubané conformé à l'invention.
La figure 2 est la vue en plan du même ouvrage.
La figure 3 est une coupe transversale courante d'un tablier haubanié montrant la membrure supérieure,én béton formant dalle de chaussée, les ! diagonales dans les plans obliques et la membrure inférieure tubulaire.
La figure 4 est une vue en plan de l'ossature du tablier.
Les figures 5a et 5b sont des vues axonométri-ques partielles du tablier montrant les mêmes éléments composants que sur la figure 4, pour un pont haubané
ou non haubané.
Les figures 6 à 9 incluses montrent le détail d'un tronçon élémentaire de la membrure inf~rieure, sa cons itution, le noeud de raccordement avec les diagonales et d'assemblage avec les troncons adjacents et enfin le détail du joint entre deux tronrSons.
Les figures 10 à 13 montrent le détail du noeud d'assemblage supérieur selon les trois vues (coupe transversale, élévation longitudinale et vue en plan) ainsi qu'une variante de réalisation de l'attache des haubans.
Les figures 14 à 17 montrent les éléments structuraux complémentaires nécessaires à la réalisation de l'invention selon l'intensité des charges supportées par le tablier et les dimensions géométriques de celui-c i, -' '' :
12~2600 Les figures 18 et 19 montrent deux autres modes particuliers de réalisation de l'invention selon lesquels une suspension haubanée unique est disposée au centre de l'ouvrage.
Les figures 20 et 21 sont des coupes, respecti-vement transversale et longitudinale, partielles, illustrant un mode alternatif de réalisation de la dalle supérieure selon lequel des profilés métalliques sont noyés dans la dalle en béton, de préférence dans le sens longitudinal de l'ouvrage pour coopérer avec le béton à la résistance vis-à-vis de l'effort axial dans le tablier, la solidarisation entre le béton de la dalle et les profilés métalliques étant assurée - par une précontrainte orthogonale à la direction des profilés.
Les figures 22 et 23 sont une vue longitudinale et une coupe transversale montrant l'application de l'invention à la réalisation de travées non haubanées, par exemple les travées d'accès situées de part et d'autre d'une travée centrale haubanée-Les figures 24 à 27 montrent les phases constructi~es successives du tablier conforme à l'invention et les moyens particuliers nécessaires à cette construc-tion.
Dans la réalisation des figures 1 et 2, le pont conforme à l'invention comprend un tablier 1 consti-tué d'une série d'éléments spaciaux triangulés suspendus à des haubans 2, en des points régulièrement espacés.
Ces haubans sont fixés vers le sommet des mâts de support 3. Par souci de clarté, la travée centrale est représentée avec huit éléments seulement suspendus par trois haubans de part et d'autre de la clef. Dans les ponts de grande portée, l'espacement des haubans est variable de 10 à 20 m et le nombre de haubans dans la demi-travée centrale peut atteindre 20 à 25.
, ., lZ9Z600 Sous sa forme la plus simple, la section transversale du tablier 1 représentée sur la figure 3 est un triangle isocèle constitué par une dalle (ou membrure) supérieure 4, une membrure inférieure 5 et des diagonales 6, sans appuis intermédiaires de la dalle supérieure 4 entre les deux rives du pont.
La vue en plan de la figure 4 montre, en outre, que les plans des diagonales sont découpés en triangles tous identiques dont les sommets sont alternativement situés sur les rives de la dalle supérieure 4 et sur la membrure centrale inférieure 5.
La membrure inférieure 5, dont le détail est donné sur la figure 6, est décomposée, pour la réalisation de l'ouvrage, en tronçons de longueur égale séparés par des joints permettant un assemblage rapide lors de la construction.
La membrure inférieure 5 est, dans l'exemple décrit, un tube métallique 7 rempli ou non de b~ton, selon l'emplacement sur la longueur du pont et la nature des contraintes qui la sollicitent. Suivant les nécessités du projet et notamment l'intensité et le sens des efforts appliqués à cette membrure dans l'ouvrage, il peut être nécessaire et avantageux de prévoir séparément ou simultanément les armatures ordinaires ou armatures de précontrainte suivantes :
- des armatures passives noyées dans le béton dans les zones où l'effort de compression est important pour réduire la contrainte dans les matériaux, - des armatures de précontrainte prétendues mises en tension avant coulage du béton et ancrées sur les brides d'extrémité de chaque tronçon de tube, des-~tinées à placer le tube métallique sous une compression longitudinale permanente, ~ .
.
.
- des armatures de précontrainte post-tendues, plac~es sous gaine 8 à l'intérieur du béton de rem-plissage et destinées à mettre l'ensemble du tube mé-tallique et du béton de remplissage sous une compression longitudinale permanente, - des armatures de précontrainte post-tendues 9 placées à l'extérieur du tube et tendues dans l'ou-vrage sur plusieurs tronçons après assemblage de ceux-ci.
L'assemblage entre tronçons successifs de la membrure inférieure se fait par des brides 10 pla-cées en regard l'une de l'autre et réunies longitudina-lement par des boulons haute résistance 11. Les brides d'extrémité de chaque tronçon comportent en outre un gousset 12 plié selon le plan des diagonales obliques permettant un assemblage par soudure de celles-ci avec la membrure principale inférieure. Les brides comportent enfin et en tant que de besoin les ancrages de la précontrainte extérieure de la membrure inférieu-re. L'axe de pliage du gousset 12 co;ncide avec l'axedu tube 7.
Au moins certains des tronçons du tube sont remplis de béton. Le béton de remplissage du tube, s'il existe, peut être mis en oeuvre avant ou apr~s assemblage de la membrure dans l'ouvrage. Dans les deux cas, il est avantageux de mettre en compression le béton de remplissage à l'intérieur de son enveloppe métallique pour combattre les effets ultérieurs du retrait et ameliorer l'adhérence relative des deux matériaux. Contrairement aux ouvrages faisant appel à une membrure composite tube métallique/béton de remplissage où les variations d'effort et par con-séquent les contraintes d'adhérence se produisent de façon continue le long de la membrure, dans l'ouvrage objet de l'invention, de telles variations d'effort n'apparaissent qu'au droit des noeuds de liaison avec lZSZ600 les diagonales, dans une zone où les dispositions utili-sées rendent impossible tout glissement relatif du béton et du tube. A cet effet, des raidisseurs ou connecteurs 13 sont prévus au voisi,nage de la bride.
Du point de vue constructif, le remplissage en béton du tube et sa mise en compression se fait aisément avec la coopération d'un ou de deux obturateurs provi-soires placés aux extrémités du tube et fixés aux brides d'extrémité par une série de boulons provisoires.
lû Dans le cas où le béton est mis en oeuvre avant assemblage de la membrure dans l'ouvrage, il est prévu un dispositif d'injection 14 dans le joint entre deux tronçons successifs, pour assurer une parfaite trans-mission des efforts longitudinaux dans le béton de remplissage.
Le noeud supérieur sur les rives de l'ouvrage assure la transmission des efforts des diagonales obliques à la dalle supérieure en même temps que la suspension aux haubans. Selon le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 10, 11 et 12, dont sont données respectivement une coupe transversale, une vue longitudinale et une vue horizontale du noeud, l'élément essentiel de l'assemblage est un gousset 15 en t61e pliée dont la partie supérieure est confondue avec le plan de suspension des haubans 2, et la partie inférieure est située dans le plan des diagonales obliques 6. Le hauban y est fixé par des moyens connus tels que chapes 16 et axe 17 ou, selon la variante représentée sur la figure 13, par un dédoublement du gousset permettant la fixation de l'ancrage inférieur du hauban. Les diagonales sont aisément liées au gousset par soudure le long d'une fente pratiquée dans le tube. Pour assurer la décomposition des efforts selon les lois de la statique, l'arête de pliure 18 du gousset est située dans le plan moyen 19 de la dalle de chaussée. Le gousset porte en outre les an-crages 20, 21 des armatures 22, 23 de la diagonale 6 et de la dalle supérleure 4.
.
:
lZ5~2600 Selon l'invention, la transmission de tous les efforts se fait ainsi selon un cheminement direct en éliminant toute soudure ou tout assemblage travaillant à l'arra-chement qui présente toujours un risque potentiel. Dans tous les noeuds inférieur et supérieur de la structure, les goussets continus prévus assurent une interpénétra-tion des membrures et des diagonales pour réaliser le cheminement direct des efforts mentionné ci-dessus.
D 1' ilib g~n~érlal t lû de la partie centrale de la travée principale, des efforts de traction importants apparaissent, soit sous l'effet de diffusion des forces concentrées des haubans, soit sous l'application des surcharges, dans les trois éléments suivants du treillis :
- la membrure supérieure entre les points d'attache des haubans, - les diagonales orientées dans le prolongement des haubans, - la membrure inférieure entre les noeuds d'attaches des diagonales ci-dessus.
Ces éléments sont signalés par des tirets à
la figure 1.
Pour assurer l'équilibre du pont sous ces efforts de traction, il est prévu selon l'invention de mettre en oeuvre les trois familles d'armatures de précontrainte suivantes :
- des armatures longitudinales supérieures 23 ancrees dans les goussets supérieurs d'attache des haubans, - des armatures obliques en V 22 placées à l'intérieur des diagonales tendues; les armatures sont déviées à la partie basse dans la bride de la membrure inférieure et ancrées à la partie supérieure dans le même gousset d'assemblage que ci-dessus, ~;
,' lZ~2600 - des armatures longitudinales inférieures 9 extérieures à la membrure inférieure et précédemment décrites.
Les dispositions proposées assurent un transfert direct de toutes les charges et une continuité complète de tous les efforts des haubans, des deux membrures et des diagonales.
Lorsque les dimensions transversales du pont l'exige, on peut être amené à incorporer des éléments de structures complémentaires figurant sur les Figures 14 à 17 :
- des poteaux intermédiaires 24 permettent de réduire les portées de la chaussée, donc son épais-seur, son poids et ses armatures, lS - des pièces de pont transversales 25 réunissant par exemple les deux goussets de raccor-dement sur les rives pour diviser la dalle de chaus-sée en panneaux travaillant dans les deux sens lon-gitudinal et transversal.
,' ,~.'.:;-lZ92600 Dans certains ouvrages de portée moyenne(200 3 400 m par exemple), on peut envisager de n'utiliser qu'un seul plan de suspension, tous les haubans étant disposés dans le plar, de symétrie du pont. Les figures 18 et 19 donnent deux dispositions possibles, toutes deux faisant partie de l'invention.
Dans la disposition de la figure 18, les haubans 2 traversent la membrure supérieure 4 à travers des guides 26 conçus pour amortir les vibrations du système, et viennent s'ancrer dans la membrùre inférieure, à l'endroit des noeuds du treillis spatial constitués par la jonction des diagonales avec la membrure inférieure.
Dans la disposition de la figure 19, il y a deux membrures inférieures 5 parallèles, et deux treillis spatiaux constitués chacun d'une membrure inférieure, d'une moitié de la membrure supérieure 4 qui est au-dessus de cette membrure inférieure, et de diagonales 6 qui relient chaque membrure inférieure à la moitié de membrure supérieure qui lui correspond.
Un contreventement 27 relie les deux membrures inférieures 5 et rigidifie l'ensemble en assurant la continuité
du contour extérieur et la stabilité de la section transversale, et la rigidité en torsion du tablier.
Enfin, dans les ouvrages de très grande portée (600 à 900 m par exemple), il est vital de réduire le poids du tablier autant que faire se peut. Dans ce but, la dalle de chaussée est elle-même constituée d'une structure mixte comprenant des profilés métalli-ques continus et du béton disposé entre ceux-ci, la solidarisation des matériaux étant réalisée par une précontrainte orthogonale à la direction des profilés.
Le confinement conféré au béton de la dalle par les profilés métalliques permet de réduire à 0,10 m l'épaisseur minimale de la dalle sans risque de poinçon-nement sous les charges concentrées des véhicules.
Aux figures 20et 21 on peut voir des profilés métalliques , ~
~z~z~o~
28, disposés dans le sens longitudinal, et des armatures de précontrainte 29 disposées transversalement, ces profilés et armatures étant placés dans l'épaisseur de la chaussée. Il est clair qu'on peut aussi disposer différemment les profilés et armatures.
Concu essentiellement pour la réalisation de ponts haubannés de grande portée, le procédé
conforme à l'invention peut être étendu à la réalisation de portées non haubanéeS- Le cas se présente lorsqu'une grande travée à réaliser au-dessus d'une brèche ou d'un chenal de navigation est encadrée de viaducs d'accès qui peuvent être avantageusement construits selon les mêmes procédés que l'ouvrage principal.
Les figures 22 et 23 décrivent la constitution d'une travée type en élévation et en coupe transversale respectivement.
La résistance de flexion longitudinale est conférée dans les membrures par des armatures de pré-contrainte telles que 23 dans la membrure supérieure et 9 dans la membrure inférieure, complétées en tant que de besoin par des armatures de précontrainte exté-rieure 30 3 tracé polygonal et se recouvrant au droit des appuis constitués par des traverses 31 portées par des piles 32 et adjacentes 3 des jonctions de diago-nales 6 à la membrure supérieure 4. Ces armaturesde précontrainte extérieure 30 relient des points 33 situés sur les traverses 31 à proximité de leurs extrémi-tés, c'est-à-dire à proximité de noeuds du treillis spatial constitués par la jonction des diagonales 3 la membrure supérieure, en passant par des points de déviation 34 qui sont d'autres noeuds du treillis spatial, constitués par la jonction des diagonales 3 la membrure inferieure.
La résistance aux efforts tranchants est complétée par une précontrainte des diagonales telle que 22, selon un mode de réalisation identique à celui qui a été décrit pour une structure hauban.ée-s~ ' 1~9Z600 Du point de vue constructif, les dispositifs de l'invention permettent une réalisation remarquablement simple exposée schématiquement sur les figures 24à
27.
Supposant le tablier construit jusqu'b la configuration représentée sur la figure 2~ les étapes ci-après permettent la réalisation de la phase suivante:
- Avancement longitudinal de deux poutres de bordure provisoires 35 situées en rive imm~diatement au-dessous des noeuds supérieurs d'assemblage. Ces poutres présentent la résistance suffisante pour supporter en porte-à-faux le poids propre d'un nouveau tronçon de charpente sur la distance séparant deux haubans successifs. Chaque poutre présente une longueur un peu supérieure à deux fois la distance ci-dessus. Au centre, la poutre est immobilisée par un pion de centrage 36 et des barres de suspension au droit du dernier hauban posé (figure 24). A l'arribre, la poutre trouve son appui au droit du hauban précédent. ûn transporte et place par des moyens connus le nouveau tronçon de charpente (membrure supérieure, quatre diagonales et deux goussets supérieurs réunis provisoirement par un palonnier transversal assurant la rigidité spatiale de l'élément) qui repose à sa position définitive sur l'extrémité des deux poutres longitudinales provisoires.
On peut accoster la membrure inférieure et solidariser les brides. On immobilise ensuite les goussets supé-rieurs sur les poutres par des pions (permettant en même temps le r~glage du profil en long de l'ouvrage) et des barres de suspension, puis on met en place un nouveau hauban.
- Il est désormais possible de couler le béton de la dalle supérieure dont le poids est porté
à l'arrière par la partie déjà construite du tablier et à l'avant par le nouveau hauban dont la tension peut être réglée pour réaliser le profil en long souhaité
de l'ouvrage.
12926~0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et il est possible d'apporter à ceux-ci des modifications .
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (21)
1. Un pont comprenant un tablier et des moyens de support pour ledit tablier, ledit pont comprenant :
- une membrure supérieure formant une dalle de circulation possédant un plan médial horizontal, - une membrure inférieure formant un élément longitudinal continu possédant un plan de symétrie longitudinal vertical par rapport à ladite membrure supérieure et un axe de symétrie longitudinal compris dans ledit plan longitudinal, - des poutres de liaison, appelées "diagonales", servant à relier les membrures supérieure et inférieure, ayant un axe et étant orientées obliquement par rapport à
la verticale et à l'axe longitudinal dudit pont et formant, avec les membrures, un treillis spatial dans lequel les axes de chacune de deux diagonales adjacentes convergent à une première extrémité sur l'axe de symétrie longitudinal de la membrure inférieure, et les axes de chacune de deux diagonales adjacentes convergent à une deuxième extrémité sur le plan médian de la membrure supérieure, les diagonales qui subissent des forces de traction élevées étant précontraintes à l'aide d'au moins un moyen continu de précontrainte qui est relié à une première bordure de la membrure supérieure, traverse le plan de symétrie longitudinal de la membrure inférieure et est relié à une deuxième bordure de la membrure supérieure qui est située dans le même plan que la première bordure de la membrure supérieure.
- une membrure supérieure formant une dalle de circulation possédant un plan médial horizontal, - une membrure inférieure formant un élément longitudinal continu possédant un plan de symétrie longitudinal vertical par rapport à ladite membrure supérieure et un axe de symétrie longitudinal compris dans ledit plan longitudinal, - des poutres de liaison, appelées "diagonales", servant à relier les membrures supérieure et inférieure, ayant un axe et étant orientées obliquement par rapport à
la verticale et à l'axe longitudinal dudit pont et formant, avec les membrures, un treillis spatial dans lequel les axes de chacune de deux diagonales adjacentes convergent à une première extrémité sur l'axe de symétrie longitudinal de la membrure inférieure, et les axes de chacune de deux diagonales adjacentes convergent à une deuxième extrémité sur le plan médian de la membrure supérieure, les diagonales qui subissent des forces de traction élevées étant précontraintes à l'aide d'au moins un moyen continu de précontrainte qui est relié à une première bordure de la membrure supérieure, traverse le plan de symétrie longitudinal de la membrure inférieure et est relié à une deuxième bordure de la membrure supérieure qui est située dans le même plan que la première bordure de la membrure supérieure.
2. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte des diagonales comprennent des armatures de précontrainte ancrées à leurs extrémités aux points de jonction desdites diagonales sur la membrure et dessinant un V dont le milieu est au point de jonction desdites diagonales avec la membrure inférieure.
3. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrure inférieure est formée de tronçons successifs assembles et est pourvue d'armatures longitudinales de précontrainte qui mettent en compression, chacune, plusieurs tronçons assemblés.
4. Pont selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de mise en précontrainte de la membrure supérieure sont constitués par des armatures des précontrainte reliant entre eux les noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec ladite membrure supérieure.
5. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans reliant des mâts de support à des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure supérieure.
6. Pont selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux membrures inférieures continues, et un nombre égal de treillis spatiaux comprenant des diagonales dont les axes convergent sur l'axe d'une membrure inférieure, lesdites membrures étant reliées entre-elles par un contreventement, ces treillis spatiaux incluant chacun une partie de la membrure supérieure.
7. Pont selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux membrures inférieures et deux treillis spatiaux et en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitues par des haubans reliant les noeuds des treillis spatiaux qui sont situés dans le plan axial du pont à des mâts de support.
8. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des haubans reliant des mats de support à des noeuds du treillis spatial constitués par les points de jonction des diagonales avec la membrure inférieure.
9. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour supporter le tablier sont constitués par des appuis transversaux sur lesquels repose la membrure supérieure, et il est prévu des armatures de précontrainte supplémentaires qui suivent un tracé
polygonal reliant deux appuis transversaux successifs en passant par des points de renvoi situes sur la membrure inférieure.
polygonal reliant deux appuis transversaux successifs en passant par des points de renvoi situes sur la membrure inférieure.
10. Pont selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites armatures de précontrainte supplémentaires ne sont pas dans le plan axial du pont et relient des points à proximité desdits noeuds du treillis spatial.
11. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure inférieure, il est prévu des goussets en tole pliée, comportant deux ailes qui sont chacune dans un plan longitudinal contenant l'axe de diagonales qui sont fixées sur lui, le gousset étant fixé sur la membrure inférieure de telle façon que l'axe de pliure des ailes du gousset coincide avec l'axe longitudinal de la membrure inférieure.
12. Pont selon la revendication 11, caractérisé en ce que la membrure inférieure est formée de tronçons successifs assemblés, et au moins certains des goussets sont fixés aux points d'assemblages de tronçons successifs
13. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour assurer la jonction entre les diagonales et la membrure supérieure, il est prévu des goussets comportant une aile inférieure située dans un plan longitudinal contenant l'axe des diagonales qui sont fixées sur lui, et une aile supérieure qui est fixée sur la membrure supérieure, de telle façon que l'axe de pliure des ailes du gousset se trouve dans le plan médian de la membrure supérieure.
14. Pont selon la revendication 13, caractérisé en ce que le gousset porte des points d'ancrage pour des armatures de précontrainte des diagonales et des points d'ancrage pour des armatures de précontrainte de la membrure supérieure.
15. Pont selon la revendication 13, caractérisé en ce que la liaison entre le gousset et la membrure supérieure est une liaison béton-acier.
16. Pont selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'aile supérieure du gousset a son plan médian situe dans un plan longitudinal contenant l'axe de haubans supportant le pont, ces haubans étant fixés sur ledit gousset.
17. Pont selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'aile supérieure du gousset est dédoublée en deux ailes parallèles entre lesquelles est fixe le hauban, l'axe de pliure étant dans ce cas constitué par l'intersection des plans médians des ailes supérieure et inférieure.
18. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrure supérieure constitue une dalle de béton renforcée par des profilés métalliques continus et des armatures de précontrainte disposées perpendiculairement à
ces profilés métalliques.
ces profilés métalliques.
19. Un procédé de construction d'un pont comprenant un tablier et un moyen de support de ce tablier, le tablier comprenant :
- une membrure supérieure formant une dalle de circulation, - une membrure inférieure formant un élément qui est continu dans la direction longitudinale, - des poutres, appelées diagonales, qui relient les membrures supérieure et inférieure, et sont orientées obliquement par rapport à la verticale et à l'axe longitudinal du pont et forment, avec les membrures, un treillis spatial, les axes des diagonales convergeant sur l'axe longitudinal de la membrure inférieure ou le plan médian de la membrure supérieure, les diagonales qui subissent des forces de traction élevées étant précontraintes par des moyens qui sont communs à deux diagonales concourantes, comprenant les deux étapes suivantes :
- le placement, sur une section du pont déjà montée, de deux poutres de bordure longitudinale provisoire sur chaque côté de la membrure supérieure, de façon que ces poutres soient en porte-à-faux sur une longueur qui équivaut à au moins la dimension longitudinale d'une maille du treillis spatial, chaque poutre étant tenue en place au moyen de deux noeuds successifs du treillis à
trois dimensions déjà montés, - l'installation d'une maille additionnelle du treillis à trois dimensions, cette maille comprenant au moins un noeud qui est situé sur la membrure inférieure, deux noeuds qui sont situés sur la membrure supérieure, et les diagonales qui correspondent à ces noeuds.
- la fixation de cette nouvelle maille sur le treillis déjà en place, ladite nouvelle maille étant supportée au moyen des poutres de bordure provisoire, - la répétition du procédé en avançant les poutres de bordure temporaires le long de la maille qui vient d'être fixée.
- une membrure supérieure formant une dalle de circulation, - une membrure inférieure formant un élément qui est continu dans la direction longitudinale, - des poutres, appelées diagonales, qui relient les membrures supérieure et inférieure, et sont orientées obliquement par rapport à la verticale et à l'axe longitudinal du pont et forment, avec les membrures, un treillis spatial, les axes des diagonales convergeant sur l'axe longitudinal de la membrure inférieure ou le plan médian de la membrure supérieure, les diagonales qui subissent des forces de traction élevées étant précontraintes par des moyens qui sont communs à deux diagonales concourantes, comprenant les deux étapes suivantes :
- le placement, sur une section du pont déjà montée, de deux poutres de bordure longitudinale provisoire sur chaque côté de la membrure supérieure, de façon que ces poutres soient en porte-à-faux sur une longueur qui équivaut à au moins la dimension longitudinale d'une maille du treillis spatial, chaque poutre étant tenue en place au moyen de deux noeuds successifs du treillis à
trois dimensions déjà montés, - l'installation d'une maille additionnelle du treillis à trois dimensions, cette maille comprenant au moins un noeud qui est situé sur la membrure inférieure, deux noeuds qui sont situés sur la membrure supérieure, et les diagonales qui correspondent à ces noeuds.
- la fixation de cette nouvelle maille sur le treillis déjà en place, ladite nouvelle maille étant supportée au moyen des poutres de bordure provisoire, - la répétition du procédé en avançant les poutres de bordure temporaires le long de la maille qui vient d'être fixée.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé
en ce que, lors de la solidarisation de la nouvelle maille avec la partie de tablier déjà montée, on fixe également un hauban de suspension sur ladite nouvelle maille.
en ce que, lors de la solidarisation de la nouvelle maille avec la partie de tablier déjà montée, on fixe également un hauban de suspension sur ladite nouvelle maille.
21. Procédé selon la revendication 19, caractérisé
en ce qu'on utilise des poutres de bordure provisoire pourvues de moyens tels que des plots pour les immobiliser en position correcte par rapport aux mailles du treillis spatial déjà monté.
en ce qu'on utilise des poutres de bordure provisoire pourvues de moyens tels que des plots pour les immobiliser en position correcte par rapport aux mailles du treillis spatial déjà monté.
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