FR2564871A1 - Poutre a membrures de beton precontraint et ame d'acier - Google Patents

Abstract

POUTRE A MEMBRURES DE BETON PRECONTRAINT ET AME D'ACIER. L'AME DE LA POUTRE EST CONSTITUEE D'UN TREILLIS D'ACIER DE MANIERE A REALISER UNE TRIANGULATION A CHAQUE NOEUD NS, NI DE LAQUELLE LES BARRES M, D DU TREILLIS SONT LIEES AUX MEMBRURES MS, MI PAR DES CONNECTEURS D'ACIER PENETRANT DANS LE BETON. LA TRIANGULATION EST ISOSTATIQUE, CE QUI MINIMISE LES INCONVENIENTS DU RETRAIT OU DU FLUAGE DU BETON. LA CONSTRUCTION PEUT SE FAIRE ECONOMIQUEMENT PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS A PARTIR DE PILES P1 AVEC APPORT DE TRONCONS DE TREILLIS PREFABRIQUES ET COULAGE DE BETON EN PLACE. APPLICATION A LA CONSTRUCTION DE PONTS DE PORTEES GRANDES OU MOYENNES.

Description

Poutre à membrures de béton précontraint et âme d'acier
La présente invention concerne une poutre à membrures de béton précontraint et âme d'acier. Quoique de telles poutres puissent avoir des applications diverses, la plus fréquente est de constituer de grands ouvrages tels que des ponts routiers ou ferroviaires.

On connait de nombreux types d'ouvrages de ce genre comportant du béton et de l'acier. Parmi ceux-ci les ouvrages en béton armé ne peuvent être que de portée limitée, et les contraintes de traction imposées au béton en même temps qu'à l'armature qu'il enrobe engendrent des fissurations nuisibles à la durée de vie de l'ouvrage.

Au contraire, dans les ouvrages en béton précontraint, le béton comprimé à l'avance grâce à une force créée par des câbles tendus ne subit sous les charges qu'une décompression et non une traction. C'est pourquoi le développement du béton précontraint a été spectaculaire ponts à poutres préfabriquées, ponts construits par voussoirs, ponts construits par poussage et ponts à haubans. De façon classique, le tablier d'un pont en béton précontraint est une poutre creuse en forme de caisson et comprend une membrure supérieure, table horizontale qui reçoit les charges d'exploitation, une membrure inférieure, dalle horizontale, et deux âmes, verticales ou inclinées, qui assurent la résistance de la poutre à l'effort tranchant.Malheureusement les âmes, qui représentent de l'ordre du tiers du poids de l'ossature, sont formées d'un béton précontraint mal employé : tout d'abord, le béton résiste plutôt mal aux sollicitations tangentes ; de plus, lors du calcul de la résistance du béton précontraint, on ne peut prendre en compte que l'épaisseur nette de l'âme. Cette épaisseur est très inférieure à l'épaisseur réelle, car elle se déduit de cette dernière par soustraction du diamètre des gaines noyées contenant les câbles de précontrainte ; enfin, pour des raison de dispositions constructives, les âmes des ponts sont toujours surabondantes dans la partie centrale des travées, d'où résulte un supplément de poids inutile et coûteux.

Jusqu'à ce jour, plusieurs techniques ont été proposées pour améliorer cette situation - L'une consiste à utiliser des câbles de précontrainte disposés à l'extérieur du béton et éventuellement déviés (câbles dits relevés).

Mais cette technique ne supprime pas complètement l'inconvénient des âmes pleines en béton.

- Une deuxième consiste à utiliser des treillis de béton disposés dans divers plans pour constituer une triangulation spatiale. Mais les diagonales tendues en béton armé sont sujettes à la fissuration et il est difficile de les réaliser en béton précontraint, car elles sont de longueur insuffisante pour cela ; d'autre part, le treillis spatial formé par le tablier présente une raideur inutilement grande dans le sens transversal, ce qui représente un gaspillage de matière.

- Une troisième technique connue consiste à réaliser les âmes en acier, et une membrure, ou les deux, en béton. Des poutres réalisées selon cette troisième technique, répondent. à la définition générale cidessous :
Poutre à membrures de béton précontraint et âme d'acier, cette poutre s'étendant selon une direction longitudinale entre au moins deux appuis et comportant :: - une membrure supérieure et une membrure inférieure superposées, chaque membrure s 'étendant sur la longueur de la poutre pour supporter les efforts longitudinaux de tenue de la poutre et étant constituée de béton armé par des aciers noyés, - des câbles de précontrainte tendus présentant une extension au moins selon ladite direction longitudinale et constitués d'acier, chaque extrémité de câble étant munie d'une tête d'ancrage prenant appui sur une membrure pour lui appliquer une compression longitudinale, - des dispositifs d'ancrage de câble, chacun d'eux étant associé à une tette d'ancrage et fixé à une membrure pour recevoir cette tête d'ancrage et répartir son effort d'appui sur la section de la membrure, - au moins une âme s'étendant longitudinalement sur la longueur de la poutre entre les deux membrures pour supporter les efforts verticaux et obliques de tenue de la poutre à partir des appuis, cette âme étant constituée d'acier, - et des aciers plats de transmission appliqués sur les faces en regard des membrures, ces aciers plats étant fixés aux bords de cette âme et munis de connecteurs métalliques pénétrant dans l'épaisseur des membrures pour assurer la transmission au moins partielle des composantes horizontales de ces efforts obliques entre les bords de l'amie et les membrures,
Dans une première poutre connue correspondant à cette définitition l'amie est constituée d'une tôle pleine continue et les aciers plats de transmission s'étendent eux aussi de manière continue sur toute la longueur des membrures. Cette première poutre connue présente notamment l'inconvénient que les déformations différées du béton, retrait naturel et fluage sous contrainte, imposent à la partie métallique des contraintes importantes qui augmentent le poids et le prix du pont.

Pour diminuer ces contraintes une deuxième poutre de ce genre a été proposée. Elle comporte une âme constituée d'une tôle d'acier plissée de faible épaisseur, qui peut donc suivre la contraction progressive des membrures sans faire apparattre de contraintes très importantes. Mais, si l'amie est suffisamment mince et plissée pour que ces contraintes ne soient nullement gênantes, on peut crainre que certains efforts apparaissant en service ne risquent de la déformer irréversiblement, tout au moins dans des cas particulièrement défavorables.

La présente invention a pour but de permettre de contruire une poutre à membrures de béton précontraint et âme d'acier de manière que les contraintes qui apparattront en chaque point après retrait et fluage du béton et après déformation des connections métalliques puissent être calculées à l'avance avec une précision améliorée, que les efforts s'exerçant entre l'amie métallique et chaque membrure de béton ne soient pas augmentés par le mode de liaison entre cette âme et cette membrure, et que le coût de construction de la poutre puisse être ainsi abaissé à coefficients de sécurité inchangés.

Elle a pour objet une poutre correspondant à la définition générale donnée précédemment, et caractérisée par le fait que lesdits aciers plats de transmission sont divisés sous la forme de successions longitudinales de plaques de transmission munies desdits connecteurs et séparées par des intervalles, - ladite âme étant constituée de barres et de noeuds métalliques, ces noeuds reliant des extrémités de ces barres entre elles et aux membrures pour former une triangulation de sorte que lesdits efforts verticaux et obliques transitent par ces noeuds, - les plaques de transmission étant fixées à ces noeuds de manière qu'au moins les composantes verticales de ces efforts verticaux ou obliques soient transmises d'une barre à l'autre dans chaque noeud sans solliciter lesdits connecteurs, - la triangulation étant au moins localement isostatique de manière que le glissement d'une plaque de transmission par rapport à la membrure sous-jacente sous l'action de la composante longitudinale maximale susceptible d'être transmise des barres à la membrure ne provoque qu'une petite variation de la répartition des efforts dans les barres et les membrures de la triangulation, - ces plaques s'étendant chacune sur une longueur supérieure à 10% de la distance du noeud correspondant au noeud le plus proche sur la même membrure de manière à permettre d'y fixer des connecteurs en nombre suffisant pour transmettre à cette membrure lesdites composantes longitudinales des efforts obliques et à faciliter en même temps le raccordement de ces barres à ces plaques, cette longueur de plaque étant en même temps inférieure à 40Z de cette distance entre noeuds de manière que le raccourcissement des membrures sous l'effet du retrait et du fluage du béton n'entratnent pratiquement pas de variation de l'effort transmis par chaque plaque autre que celle qui résulte d'une redistribution éventuelle des réactions des appuis si ceux-ci sont en nombre supérieur à deux.

Le fait que les plaques de transmission sont séparées par des intervalles et que la triangulation est isostatique permet d'utiliser tous les connecteurs au maximum de leur résistance, application étant évidemment fait des coefficients de sécurité appropriés. Ceci évite tout d'abord d'avoir à employer plus d'acier que nécessaire pour constituer les plaques de transmission et les connecteurs. On sait que toute plaque de transmission glisse un peu sur la membrure sousjacente sous l'action des efforts longitudinaux qui fléchissent les connecteurs. Le caractère isostatique de la triangulation fait que ce glissement limité ne provoque qu'une infime variation de la répartition des efforts dans les barres et les membrures.En effet une trian gulation est dite isostatique lorsqu'elle ne comporte ni plus ni moins de barres qu'il n'est nécessaire pour qu'elle soit rigidifiée, ceci dans l'hypothèse d'une possibilité de rotation libre de chaque barre ou tronçon de membrure, c'est-à-dire de chaque élément de la triangulation, autour de chaque noeud. Dans cette hypothèse la tension ou compression de chacun de ces éléments est complètement déterminée par leurs dispositions, leurs longueurs, la position des appuis et les charges appliquées. Quoique cette hypothèse ne soit pas parfaitement vérifiée en pratique, les efforts en service sont pratiquement déterminés par ces dimensions et ne sont modifiés que légèrement lorsque ces dimensions varient légèrement.La fraction imprévisible des variations de longueur des tronçons de membrures sous l'action du retrait ou du fluage n'introduit donc qu'une faible imprécision sur les efforts qui apparaitront en service, et ceci permet de ne donner à chaque élément de la triangulation qu'un petit supplément de section par rapport à ce qui serait nécessaire si on savait prévoir exactement le raccourcissement du béton. On évite ainsi un poids et un coût inutiles.

Au contraire une liaison continue de l'rame aux membrures crée une variation progressive des efforts longitudinaux dans les membrures, et ne permet de calculer pratiquement les efforts en chaque point qu'à la condition de faire l'hypothèse que chaque section mixte acier béton présente un caractère monolithique. Ceci oblige en pratique, pour ne pas trop s'écarter de cette hypothèse, à limiter à une valeur très faible le glissement des aciers plats de transmission sur les membrures. Cette valeur de glissement est très inférieure à celle qui correspond à la limite de sécurité vis-à-vis de la rupture de la liaison, c'est-à-dire à celle qui est permise selon l'invention.

On sait par ailleurs que le raccourcissement progressif d'une membrure par retrait ou fluage entrain une mise en compression d'un acier passif lié à ce béton, et une mise en tension ou une décompression de ce dernier. La limitation de la longueur des plaques de transmission selon l'invention empêche cette compression et cette tension ou décompression d'atteindre une valeur gênante. Il en résulte que ce raccourcissement des membrures n'entraîne pratiquement pas de variation de l'effort à transmettre au béton par le connecteur autre que celle qui résulte de la redistribution des réactions des appuis dans le cas où la poutre repose sur plus de deux appuis (système poutre-appui hyperstatique).Au contraire dans une structure mixte où la liaison acier-béton est continue sur la longueur de l'ouvrage, le raccourcissement progressif du béton crée une tension appréciable dans le béton et une compression de même valeur dans le plat de transmission associé et diminue ainsi sensiblement la résistance de l'ensemble aux efforts extérieurs. Ce phénomène local est indépendant des conditions d'appui de la poutre qui-peuvent engendrer d'autres efforts généraux, comme il a été évoqué ci-dessus. Il a pour autre effet d'engendrer des efforts de glissement supplémentaires entre l'acier et le béton, aux extrémités libres de l'ouvrage, sur une certaine longueur, dans une zône où ces efforts sont déjà les plus importants.

Enfin une liaison continue acier-béton fait apparattre des efforts parasites supplémentaires lors des variations de température, en raison des différences transitoires des températures des divers points de la poutre. Selon l'invention, ces efforts parasites supplémentaires sont en grande partie évités.

Il faut cependant remarquer que, dans le cadre de la présent invention, le raccourcissement progressif du béton des membrures peut faire apparaître d'autres efforts en raison du fait que les barres doivent tourner autour des noeuds de la triangulation. Ces efforts pourraient être complétement évités en reliant chaque barre au noeud par une articulation. Mais cette solution serait coûteuse et peu pratique et il est préférable que la barre soit solidarisée avec la plaque de transmission. La rotation de la barre se fait alors par une légère flexion de celle-ci au voisinage du noeud. Si les barres sont réalisées de la même manière que dans les poutres triangulées classiques entièrement constituées d'acier, cette légère flexion n'engendre qu'une variation négligeable des efforts.

Selon l'invention on adopte en outre avantageusement les dispositions suivantes :
A chaque noeud où deux barres de triangulation au moins sont fixées à la plaque de transmission et l'une à l'autre, cette fixation est réalisée par l'intermédiaire d'un raidisseur qui transmet d'une part, d'une barre à l'autre, les composantes verticales et la différence des composantes longitudinales des efforts obliques appliqués par les barres au noeud, et qui transmet d'autre part, à la plaque de transmission, la somme algébrique de ces composantes longitudinales, ce raidisseur étant constitué d'au moins une plaque métallique disposée sensiblement dans le plan des barres à l'extérieur de la membrure.

Le plus souvent une extrémité au moins de certains desdits câbles de précontrainte est une extrémité intermédiaire située à distance desdits appuis. Dans ce cas cette extrémité intermédiaire est disposée à un noeud de ladite triangulation, le dispositif d'ancrage qui reçoit la tête d'ancrage de cette extrémité comportant ladite plaque de transmission de ce noeud munie desdits connecteurs, et le raidisseur fixé à cette plaque, de manière qu'une partie de ladite composante horizontale des efforts obliques appliqués par les barres à ce noeud soit transmise à ce câble de précontrainte par l'intermédiaire de ce raidisseur sans solliciter les connecteurs fixés à cette plaque.

De préférence lesdites plaques de transmission s'étendent sur une longueur comprise entre 20 et 30% environ de ladite distance entre noeuds, et la largeur desdites plaques de transmission est inférieure à 60 cm de manière à permettre, lors de la réalisation de la membrure par coulage de béton, un remplissage complet du volume de la future membrure qui doit être recouvert par chacune de ces plaques.

A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire ciaprès, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence.

La figure 1 représente une vue en élévation d'un pont comportant une poutre selon l'invention, seule une partie de la longueur de la poutre étant représentée et comportant une pile d'appui intermédiaire et le milieu d'une traverse entre appuis.

La figure 2 représente une vue de cette poutre en coupe transversale.

La figure 3 représente une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure 1.

Les figures 4 et 5 représentent des vues à échelle agrandie de détails de la figure 3, pour monter deux noeuds de triangulation, haut et bas respectivement, avec une tête d'ancrage de câble sur la figure 4 et avec un vérin de mise de câble en tension sur la figure 5.

La figure 6 représente une vue en coupe transversale à une extrémité d'un noeud inférieur, selon une ligne VI-VI de la figure 5.

La figure 7 représente une vue en coupe transversale d'un tronçon courant en cours de réalisation de la même poutre, pour montrer les coffrages et l'équipage mobile servant à cette réalisation.

Les figures 8 à 13 représentent des vues en élévation de deux tronçons courants successifs de la même poutre, au cours de six étapes successives de réalisation du second dé ces tronçons.

Conformément aux figures 1 et 2 le tablier du pont représenté est constitué d'une poutre s'étendant entre plusieurs appuis dont deux culées d'extrémités non représentées et des piles intermédiaires telles que P1. Le point milieu d'une travée entre deux appuis est représenté en PM. Cette poutre comporte deux membrures, une supérieure MS et une inférieure MI, constituées chacune d'un hourdis horizontal de béton s'étendant longitudinalement. Le béton est armé par des armatures passives, telles que les armatures ARI de la membrure inférieure représentée sur la figure 8. Le béton est de plus précontraint par des câbles CPS (fig.4) et CPI (fig.5) passant dans des gaines disposées dans le béton avant coulage. Chaque extrémités de câble prend appui sur un membrure au moyen d'une tête d'ancrage comportant une plaque d'ancrage PAP.

Des dispositifs d'ancrage sont constitués par des noeuds de triangulation supérieurs et inférieurs NS et NI formés de tôles d'acier épaisses. Ils reçoivent les têtes d'ancrage situées à distance des extrémités de la poutre et répartissent l'effort appliqué par le câble de précontrainte tendu sur la membrure qui est ainsi comprimée.

Les membrures MI et MS sont réunies par deux âmes disposées respectivement dans deux plans longitudinaux qui sont verticaux mais pourraient être obliques, l'ensemble étant symétrique par rapport à un plan longitudinal vertical médian PLM (fig.2).

Chacune de ces âmes est constituée de barres d'acier formant un treillis qui constitue avec les membrures une triangulation rigide.

Les noeuds NS et NI précédemment mentionnés sont les noeuds de cette triangulation. Leurs plaques d'acier rigides sont soudées aux extrémités de barres et assurent la transmission des efforts.

La poutre est constituée d'une succession de tronçons d'égales longueurs comportant chacun deux tronçons de membrures et deux tronçons d'âmes. Chacun de ces derniers comporte les barres et noeuds suivants en allant de l'arrière vers l'avant du tronçon , c'est-à-dire en s'éloignant de l'appui P1 le plus proche : un montant vertical M, un noeud supérieur NS, une diagonale D et un noeud inférieur NI. La triangulation ainsi réalisée est isostatique. Les deux premiers tronçons à partir d'un appui de part et d'autre de celui-ci comportent deux montants verticaux côte à c8te. Un montant vertical est ajouté en milieu de travée pour éviter que deux tronçons de membrure supérieure se rejoignent sans être supportés par la triangulation en leur point de jonction.

La liaison des barres à chaque noeud est assurée par soudure des extrémités de ces barres à deux raidisseurs longitudinaux verticaux RD disposés en regard l'un de l'autre à droite et à gauche du noeud (voir fig.6) et réunis par une plaque de transmission horizontale PT en continuité avec la surface de la membrure. L'ensemble de ces raidisseurs et de cette plaque constitue le noeud.

La liaison de chaque noeud à la membrure n'est que très faiblement assurée par l'adhérence du béton à la plaque de transmission. C'est pourquoi sur cette plaque sont soudés des connecteurs d'acier CN qui sont visibles sur les figures 4, 5 et 6 et pénétrent dans le béton des membrures sur une profondeur comprise en principe entre le quinzième et le tiers de l'épaisseur de la membrure par exemple sur une profondeur de 5 cm pour une épaisseur de béton de 45 cm. Ces connecteurs sont régulièrement répartis sur la longueur de la plaque de transmission PT, par exemple avec un pas de 20 à 30 cm.

La longueur de cette plaque est aussi celle des raidisseurs RD. Elle est par exemple de 1,1 m, pour une hauteur de poutre 5 m et une longueur de tronçon de 5 m et peut varier, selon les circonstance, dans les limites qui ont été précédemment précisées. Ces connecteurs
CN assurent la transmission des efforts horizontaux principaux. Ils sont complétés par des arceaux CNA qui pénètrent par exemple jusqu'à 25 cm et résistent aux efforts verticaux accessoires d'arrachement, tels que ceux dûs au poids de la membrure inférieure.Sur la figure 6 les armatures passives et les câbles de précontrainte dans la membrure inférieure ne sont pas représentés et la tête d'ancrage de câble analogue à celle TA de la figure 4 et le vérin de mise en tension VE de la figure 5 sont également supprimés pour montrer le trou central PAT de la plaque PAP à travers lequel un épanouissement final du câble CPI passe pour permettre d'assurer la mise en tension et l'ancrage de ce câble, seule la gaine de ce câble étant représentée.

On va maintenant indiquer comment peut être construit un pont comportant la poutre qui vient d'être décrite.

Conformément aux figures 7 à 13 le coffrage de la membrure inférieure est porté par un équipage mobile CI. Il se compose d'une dalle raidie DI dont la face supérieure constitue une peau de coffrage. L'ensemble s'étend sur toute la largeur du hourdis, en une seule pièce et a pour longueur la distance longitudinale entre deux montants métalliques. La dalle est prolongée vers l'amont par une passerelle PA pour la circulation du personnel.

Elle repose sur deux poutres métalliques PI orientées longitudinalement et situées chacune dans un plan vertical proche de celui qui passe par les points de jonction de hourdis avec les barres du treillis. Ces deux poutres sont solidarisées -et rigidifiées -par deux entretoises métalliques transversales EI distantes de la longueur entre deux montants du treillis. Les bordures de la dalle de coffrage ne sont pas situées au niveau de ces entretoises, mais décalées vers l'avant. Ainsi, lorsque le coffrage est en place, ces entretoises sont placées au droit des montants, alors que la portion de hourdis bétonnée comprend une zone s'étendant jusqu'au bord extérieur du raidisseur du noeud inférieur extrême à mettre en place et même éventuellement un peu au-delà.

Des suspentes SI arrière et avant reliées aux entretoises EI sont prévues pour prendre appui, à travers la peau de coffrage, sur la partie supérieure des raidisseurs des noeuds extrêmes du tronçon de hourdis inférieur déjà bétonné et de celui à bétonner.

Pour son déplacement longitudinal vers l'avant, ce coffrage est muni de deux jeux de roues. L'un RIA situé au droit de l'entretoise arrière, a pour chemin de roulement, sur la face supérieure du hourdis inférieur précédemment bétonné, les parties de ce hourdis qui débordent transversalement à l'extérieur des treillis d'âmes.

Ce chemin n'est pas interrompu par les raidisseurs de noeuds et le jeu de roues peut donc se déplacer de façon continue. Ce dernier est accroché à l'entretoise arrière par une suspente rigide SIR extérieure au béton. Le deuxième jeu de roues RIR se déplace contre la face inférieure du hourdis. Il est situé en arrière du précédent et relié aux poutres PI par un bec métallique BMI. L'ensemble est placé dans le plan de chaque poutre PI. Pendant le déplacement de l'équipage mobile, la dalle, les poutres et l'entretoise EI avant sont en porte à faux devant le premier jeu de roues, la charge étant équilibrée par le deuxième.

Le coffrage supérieur est composé de trois morceaux. Le morceau central servant à coffrer la zone du hourdis supérieur situé entre les treillis d'âmes métalliques est constitué par la face supérieure d'une table TC dont les pieds PTC munis de roues s'appuient sur le hourdis inférieur déjà bétonné et sont munis de contreventements CTC. Comme pour le hourdis inférieur, le bétonnage d'un tronçon s'étend au moins jusqu'au bord extrême du raidisseur du noeud supérieur extrême. Le blocage de ce coffrage est réalisé par action sur les pieds de la table, grâce à des vérins à vis verticales non représentés.

Cette table supporte d'autre part un raidisseur transversal RT placé au-delà du noeud supérieur extrême et débordant de chaque côté sur la largeur des bords en encorbellements du hourdis supérieur. Ce raidisseur maintient en porte à faux, pendant les déplacements du coffrage supérieur, l'extrémité avant de poutrelles longitudinales PCE supportant deux morceaux extérieurs de coffrage CE qui seront utilisés pour la réalisation de ces bords. Pour le bétonnage, des suspentes SS soutiennent l'extrémité arrière de ces poutrelles en s'appuyant sur l'extrémité avant du tronçon de hourdis supérieur précédemment réalisé. Le coffrage supérieur est libre de se déplacer vers l'avant, aucun élément ne passant transversalement entre les barres du treillis déjà mises en place. Le raidisseur RT supporte par torsion la charge à vide des coffrages.Les parties du hourdis supérieur situées dans l'épaisseur des âmes est coffrée à l'aide de plaques amovibles non représentées.

Les éléments métalliques (barres et noeuds avec plaques de transmission et connecteurs) sont préfabriqués et préassemblés en atelier pour former des tronçons d'âmes (voir fig.11). Chacun de ces tronçons comprend une barre diagonale D, un montant vertical M, un noeud NS assurant la liaison entre ces deux barres et un noeud inférieur NI relié uniquement à la diagonale.

Pour la réalisation de chacun des tronçons courants d'une demi travée de la poutre, diverses phases se succèdent comme indiqué ciaprès (voir figures 8 à 13). Pour les tronçons extrêmes de départ et de raccordement le mode de réalisation est adapté d'une manière évidente pour l'homme du métier.

Dans la situation de départ le hourdis inférieur a été bétonné avec un tronçon d'avance sur le hourdis supérieur les deux coffrages sont décalés longitudinalement de la longueur d'un tronçon, le coffrage inférieur étant en avant.

Dans une première phase (voir fig.8), le tronçon de hourdis inférieur qui a été coulé en dernier est décoffré après durcissement du béton par relâchement des suspentes SI du coffrage inférieur.

L'équipage mobile CI est alors autoporteur grâce aux jeux de roues avant et arrière RIA et RIR. Le coffrage inférieur est déplacé vers l'avant sur une distance égale à la longueur d'un tronçon. Une fois en position, un blocage de ce coffrage est effectué par la fixation des suspentes SI arrières sur les raidisseurs du dernier noeud inférieur NI.

Dans une deuxième phase (fig.9), des panneaux d'armatures ARI destinés à constituer les armatures passives du hourdis inférieur sont apportés et mis en place ainsi pue les gaines des câbles de précontrainte de ce hourdis.

Dans une troisième phase (fig. 10), le tronçon du hourdis supérieur qui a été coulé en dernier est décoffré après durcissement par action sur les vérins à vis des pieds PTC de la table de coffrage
TC et enlèvement des suspentes SS de maintien des morceaux de coffrage extérieurs. Ces morceaux sont maintenus en console par le raidisseur RT.

Le coffrage supérieur est déplacé vers l'avant sur une distance égale à la longueur d'un tronçon et positionné pour le bétonnage du tronçon suivant. Le réglage et le blocage de ce coffrage sont alors effectués et les armatures passives (non représentées) ainsi que les gaines de précontrainte sont mises en place.

Dans une quatrième phase représentée fig.11, un nouveau tronçon d'âme préfabriqué D, M, NS, NI est suspendue à un engin de portage non représenté, tel qu'une grue de chantier, et il est présenté à l'avant du raidisseur RT du coffrage supérieur à un niveau voisin de son niveau définitif. Il est ramené vers l'arrière en passant sous le raidisseur transversal RT.

Les points d'attache de ce tronçon sont situés suffisamment en avant de son noeud supérieur pour que les élingues de suspension ne rencontrent pas le raidisseur RT. Ceci est possible parce que le centre de gravité du système se trouve suffisamment en avant.

Ce tronçon d'âme passe sous le raidisseur RT et entre la table TC et l'un des morceaux de coffrage extérieurs CE. On présente d'abord le montant vertical M qui est alors boulonné sur le raidisseur du noeud inférieur précédent. Un tronçon de l'autre âme est mis en place de la même manière entre la table TC et l'autre morceau du coffrage extérieur CE du précédent tronçon. Les réglages définitifs sont effectués à l'aide de barres transversales non représentés formant un contreventement provisoire entre les deux ensembles.

Dans une cinquième phase représentée sur la fig.12, on dispose une barre supérieure BS ou tirant provisoire et une barre inférieure BI ou buton provisoire dans le plan vertical de chacun des deux treillis. Le tirant BS s'étend horizontalement longitudinalement.

Son extrémité arrière est fixée provisoirement, par exemple par une goupille transversale, au raidisseur de l'avant dernier noeud supérieur mis en place. Son extrémité avant est cachée sur la figure 12 par une poutrelle d'un morceau extérieur du coffrage supérieur. Elle est de même fixée provisoirement au raidisseur du dernier noeud supérieur mis en place, qui est celui du tronçon d'âme qui vient d'entre amené et dont les noeuds ne sont pas encore solidarisés d'un hourdis.

Le buton BI s'étend dans un plan vertical longitudinal en montant légèrement vers l'avant à partir de son extrémité arrière qui est mise en appui provisoire sur le noeud inférieur extrême du précédent tronçon d'âme. L'extrémité avant de ce buton vient en appui sur le noeud inférieur du nouveau tronçon d'âme, qui n'est pas encore lié au hourdis inférieur.

Ces deux barres provisoires constituent avec le nouveau tronçon d'âme un treillis métallique rigide capable de supporter, au moins pour moitié, la charge du béton frais qui va être coulé pour constituer le nouveau tronçon du hourdis inférieur, ainsi que celle du coffrage du hourdis inférieur. La charge du hourdis supérieur passe par la table de coffrage, dans la partie déjà réalisée du pont.

Ces deux barres sont équipées d'un système de réglage de leur longueur permettant de positionner définitivement les noeuds dans le sens longitudinal.

Les deux suspentes avant SI du coffrage inférieur sont alors accrochées au deux noeuds inférieurs NI du tronçon de poutre à membrures provisoires ainsi constitué, et elles sont serrées jusqu'à ce que le jeu de roues arrières de l'équipage mobile décolle du hourdis inférieur.

Dans une sixième phase représentée à la figure 13, un nouveau tronçon de chacun des deux hourdis est -bétonné. Après prise du béton, les câbles de précontrainte sont enfilés dans les gaines du hourdis supérieur. Lorsque la résistance du béton est suffisante, on procéde à la mise en tension de ces câbles à l'aide du vérin VE. Le dispositif d'ancrage d'un tel câble comporte conformément aux figures 4, 5 et 6, une plaque d'appui PAP qui s'appuie d'une part sur deux raidisseurs RD du noeud et d'autre part sur deux raidisseurs intermédiaires RI disposés parallément aux raidisseurs RD entre ceux-ci pour mieux supporter la plaque d'appui PAP.Chacun des câbles aini mis en tension dans le hourdis supérieur s'étend dans celui-ci longitudinalement et symétriquement par rapport au plan vertical transversal de l'appui P1 à partir duquel la construction par encorbellements successifs est réalisée. C'est-à-dire que, à la fin de chaque telle sixième phase, deux tronçons de hourdis supérieurs symétriques par rapport à l'appui sont décoffrés et mis en tension. La précontrainte antérieurement appliquée à tous les tronçons intermédiaires précédemment construits est ainsi augmentée. Dans le pont fini les câbles de précontraintes du hourdis supérieur ainsi mis en place ont tous leur milieu sur un appui et s'étendent chacun sur un nombre pair de tronçons, étant entendu que ce pont comporte d'autres câbles de précontrainte conformément aux règles de construction connues.

L'enlèvement du tirant provisoire se fait par éjection des goupilles. Le buton provisoire BI est BS débloqué par raccourcissement. On se retrouve alors dans la situation de départ et les opérations peuvent recommencer par la première phase décrite précédemmeent, mais pour un nouveau tronçon de pont.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1/ Poutre à membrures de béton précontraint et âme d'acier, cette poutre s'étendant selon une direction longitudinale entre au moins deux appuis (P1) et comportant - une membrure supérieure (MS) et une membrure inférieure (MI) superposées, chaque membrure s'étendant sur la longueur de la poutre pour supporter les efforts longitudinaux de tenue de la poutre et étant constituée de béton armé par des aciers noyés, - des câbles de précontrainte (CPS, CPI) tendus présentant une extension au moins selon ladite direction longitudinale et constitués d'acier, chaque extrémité de câble étant munie d'une tête d'ancrage prenant appui sur une membrure pour lui appliquer une compression longitudinale, - des dispositifs d'ancrage de câble, chacun d'eux étant associé à une tête d'ancrage (TA) et fixé à une membrure pour recevoir cette tête d'ancrage et répartir son effort d'appui sur la section de la membrure, - au moins une âme s'étendant longitudinalement sur la longueur de la poutre entre les deux membrures pour supporter les efforts verticaux et obliques de tenue de la poutre à partir des appuis, cette âme étant constituée d'acier, - et des aciers plats de transmission appliqués sur les faces en regard des membrures, ces aciers plats étant fixés aux bords de cette âme et munis de connecteurs métalliques (CN) pénétrant dans l'épaisseur des membrures pour assurer la transmission au moins partielle des composantes horizontales de ces efforts obliques entre les bords de l'âme et les membrures, - cette poutre étant caractérisée par le fait que lesdits aciers plats de transmission sont divisés sous la forme de successions longitudinales de plaques de transmission (PT) munies desdits connecteurs (CN) et séparées par des intervalles, - ladite âme étant constituée de barres (M,D) et de noeuds (NS, NI), ces noeuds reliant des extrémités de ces barres entre elles et aux membrures pour former une triangulation de sorte que lesdits efforts verticaux et obliques transitent par ces noeuds, - les plaques de transmission (PT) étant fixées à ces noeuds de manière qu'au moins les composantes verticales de ces efforts verticaux ou obliques soient transmises d'une barre à l'autre dans chaque noeud sans solliciter lesdits connecteurs (CN), - la triangulation étant au moins localement isostatique de maniere que le glissement d'une plaque de transmission par rapport à la membrure sous-jacente sous l'action de la composante longitudinale maximale susceptible d'être transmise des barres à la membrure ne provoque qu'une petite variation de la répartition des efforts dans les barres et les membrures de la triangulation, - ces plaques s'étendant chacune sur une longueur supérieure à 10% de la distance du noeud correspondant au noeud le plus proche sur la même membrure de manière à permettre d'y fixer des connecteurs en nombre suffisant pour transmettre à cette membrure lesdites composantes longitudinales des efforts obliques et à faciliter en même temps le raccordement de ces barres à ces plaques, cette longueur de plaque étant en même temps inférieure à 40% de cette distance entre noeuds de manière que le raccourcissement des membrures sous l'effet du retrait et du fluage du béton n'entraînent pratiquement pas de variation de l'effort transmis par chaque plaque autre que celle qui résulte d'une redistribution éventuelle des réactions des appuis si ceux-ci sont en nombre supérieur à deux.

2/ Poutre selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, à chaque noeud (NS, NI) où deux barres de triangulation (MD) au moins sont fixées à la plaque de transmission (PT) et l'une à l'autre, cette fixation est réalisée par l'intermédiaire d'un raidisseur (RD) qui transmet d'une part, d'une barre à l'autre, les composantes verticales et la différence des composantes longitudinales des efforts obliques appliqués par les barres au noeud, et qui transmet d'autre part, à la plaque de transmission, la somme algébrique de ces composantes longitudinales, ce raidisseur étant constitué d'au moins une plaque métallique disposée sensiblement dans le plan des barres à l'extérieur de la membrure.

3/ Poutre selon la revendication 2 dans laquelle une extrémité au moins de certains desdits câbles de précontrainte (CPS, CPI) est une extrémité intermédiaire située à distance desdits appuis (P1), - cette poutre étant caractérisée par le fait que cette extrémité intermédiaire est disposée à un noeud (NS, NI) de ladite triangulation, - le dispositif d'ancrage (PAP, RD, PT, CN) qui reçoit la tête d'ancrage de cette extrémité comportant ladite plaque de transmission (PT) de ce noeud munie desdits connecteurs (CN) et le raidisseur (RD) fixé à cette plaque de manière qu'une partie de ladite composante horizontale des efforts obliques appliqués par les barres (MD) à ce noeud soit transmise à ce câble de précontrainte par l'intermédiaire de ce raidisseur sans solliciter les connecteurs fixés à cette plaque.

4/ Poutre selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdites plaques de transmission (PT) s'étendent sur une longueur comprise entre 20 et 30% environ de ladite distance entre noeuds (NS).

5/ Poutre selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la largeur desdites plaques de transmission (PT) est inférieure à 60 cm de manière à permettre, lors de la réalisation de la membrure (MS, MI) par coulage de béton, un remplissage complet du volume de la future membrure qui doit être recouvert par chacune de ces plaques.