FR2612216A1 - Pont a membrures reliees par des toles plissees - Google Patents

Pont a membrures reliees par des toles plissees Download PDF

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Abstract

LE PONT COMPREND AU MOINS UNE MEMBRURE SUPERIEURE EN BETON 1 ET UNE MEMBRURE INFERIEURE EN BETON OU EN METAL 2 RELIEES L'UNE A L'AUTRE PAR DES ELEMENTS DE STRUCTURE RESISTANT AUX EFFORTS TRANCHANTS. CES ELEMENTS DE STRUCTURE COMPRENNENT DEUX TOLES D'ACIER 3, 4 CONTINUES, PLISSEES OU ONDULEES DISPOSEES DE PART ET D'AUTRE D'UN PLAN VERTICAL MEDIAN P DU PONT, LES PLIS OU ONDULATIONS S'ETENDANT DANS UNE DIRECTION SENSIBLEMENT PERPENDICULAIRE A LA LONGUEUR DU PONT. UTILISATION POUR AUGMENTER LA RESISTANCE AUX EFFORTS TRANCHANTS DES PONTS.

Description

26 1 2 2 1 6
La présente invention concerne un pont comprenant au moins une membrure supérieure en béton et une membrure inférieure en béton ou en métal reliées l'une à l'autre par
des éléments de structure résistant aux efforts tranchants.
Les deux membrures du pont transmettent les moments., tandis que les éléments de structure ou âmes disposées entre ces membrures transmettent les efforts tranchants. Dans des réalisations connues, les âmes sont constituées par une série de barres disposées suivant un N. Certaines de ces barres travaillent en compression et
d'autres en traction.
Les membrures et les âmes peuvent tre en béton
et/ou en acier.
Dans d'autres réalisations connues, par exemple selon le brevet suisse 378 504 et la demande de brevet frangais 2 494 400, les âmes disposées entre les membrures sont constituées par des éléments en t8les plissées. Ces t8les plissées sont discontinues, c'est-à-dire séparées les
unes des autres dans le sens de la longueur du pont.
Dans toutes les réalisations connues, si l'on veut obtenir que les âmes transmettent des efforts tranchants importants, on est obligé de multiplier le nombre des âmes et/ou d'augmenter l'épaisseur de celles-ci. Ainsi, dans le cas d'ouvrages destines à supporter des efforts tranchants très importants, la construction est lourde et par conséquent
difficile à mettre en oeuvre.
Le but de la présente invention est de créer un pont qui résiste à des efforts tranchants très importants, tout en étant de construction légère et facile à mettre en oeuvre. Suivant l'invention, le pont comprenant au moins une membrure supérieure en béton et une membrure inférieure en béton ou en métal reliées l'une à l'autre par des éléments de structure résistant aux efforts tranchants est caractérisé en ce que ces éléments de structure comprennent deux t8les d'acier continues. plissées ou ondulées, disposées de part et d'autre d'un plan vertical médian du pont, les plis ou ondulations s'étendant dans une direction sensiblement perpendiculaire à la longueur du pont. Il a été établi par la demanderesse que le fait de remplacer les âmes en t8les plissées discontinues connues selon le brevet suisse 378504 et la demande de brevet français 2 494 400 par des âmes en tales plissées ou ondulées continues permettait d'accroître de façon considérable la
résistance de l'ouvrage aux efforts tranchants.
Ainsi l'invention permet de réaliser un pont capable de résister à des efforts tranchants importants en utilisant des tales plissées légères donc faciles à mettre en
oeuvre.
Selon une version préférée de l'invention, les tales continues comprennent deux séries de bandes planes situées dans deux plans parallèles, les bandes de l'une des séries étant raccordées aux bandes de l'autre série par des bandes planes formant un certain angle avec ces dernières, la
jonction entre les bandes étant constituée par une arSte.
Cette structure confère à la tale plissée une excellente résistance aux efforts tranchants, même lorsque
cette tale a une épaisseur réduite à quelques mm.
Dans l'application considérée par la présente invention, l'épaisseur des tales est comprise entre 8 et 12mm, l'amplitude des plis est comprise entre 10 et 30 cm et la dimension des tales mesurée dans la direction de ces plis
est comprise entre 2 et 12 m.
D'autres particularités et avantages de l'invention
apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un pont conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une t$le plissée utilisée dans le pont conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective partielle d'une variante de réalisation d'un pont conforme à l'invention. - les figures 4 à 17 sont des vues schématiques en coupe transversale, de différentes variantes de'réalisation
de l'invention.
- la figure 18 est une vue schématique latérale et partielle d'un pont conforme.à l'invention, montrant comment la tSle plissée continue transmet les efforts, - la figure 19 est une vue analogue à la figure 18, illustrant le cas d'un pont connu comportant des t8les
plissées discontinues.
Dans la réalisation de la figure 1, le pont conforme à l'invention comprend une membrure supérieure constituée par une dalle en béton ilet une membrure inférieure constituée par une poutre en béton 2 reliée à la dalle 1 par deux t8les d'acier 3, 4 continues et plissées disposées de part et d'autre d'un plan vertical médian P du pont, les plis ou ondulations s'étendant dans une direction
sensiblement perpendiculaire à la longueur du pont.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'ensemble constitué par la dalle 1, la poutre 2 et les t8les plissées 3, 4 repose sur des piliers en béton 5 par l'intermédiaire de plots latéraux 6 s'étendant entre la dalle 1 et la poutre 2. Comme on le voit sur la figure 2, les t8les continues 3, 4 comprennent chacune deux séries de bandes planes 7, 8 situées dans deux plans parallèles, les bandes 7 de l'une des séries étant raccordées aux bandes de l'autre série par des bandes planes 9 formant un certain angle a (égal à 370 dans l'exemple représenté) avec ces dernières, la
jonction entre les bandes étant constituée par une arete.
Suivant les efforts que doit supporter le pont, l'épaisseur des t8les 3, 4 peut varier entre 8 et 12 mm, l'amplitude A des plis 7, 9; 9, 8 veut varier entre 10 et cm et la dimension des tôles mesurée dans la direction
longitudinale de ces plis peut varier entre 2 et 12 m.
Par ailleurs, la largeur des bandes 7, 8. 9 peut varier entre
0.25 et 0.50 m.
Dans le cas de la réalisation de la figure 1! l'ensemble constitué par la dalle 1, les deux t8les plissées 3, 4 et la poutre inférieure 2 forme une structure tubulaire de section triangulaire constante. Etant donné que les t8les plissées 3, 4 sont continues, la surface latérale de
l'ensemble précité est complètement fermée.
Tel est également le cas dans le pont représenté sur la figure 3. Dans cet exemple, les membrures supérieure et inférieure sont constituées par des dalles 10. il parallèles en béton. Celles-ci sont reliées l'une & l'autre par deux t6les plissées 3, 4 identiques à celles de la
réalisation selon la figure 1.
Sur la figure 3, on voit en outre que chaque t$le plissée 3. 4 comporte à chacun de ses bords adjacents aux dalles 10. Il une plaque 12, 13 perpendiculaire au plan général de la tSle 3, 4 et débordant de part et d'autre de ce plan. Ces plaques 12, 13 comprennent sur leur face orientée vers l'extérieur, une série de connecteurs métalliques 14
noyés dans le béton des dalles 10, 11.
Ainsi, les t6les 3, 4 sont solidement ancrées aux
dalles 10, 11.
Un tel mode de liaison peut également &tre adopté
dans le cas de la réalisation selon la figure 1.
Les t8les continues 3, 4 ne sont généralement pas réalisées d'une seule pièce suivant'toute la longueur du pont. Ces t8les sont de préférence constituées par des éléments de t8les plissées réalisés d'une seule pièce dans la direction perpendiculaire à la longueur du pont et fixés les uns aux autres dans le sens de la longueur du pont par
soudage, rivetage, boulonnage ou analogue.
Les variantes de réalisation représentées sur les figures 4 à 17 présentent en commun le fait que la membrure dwuo3 un V nail Tuauuop s; ueqmuei sio++a sal eg(I aJn6 + Joa^) ú anuizuom agssîid a193 ua awg aun suea Se sqide-im iaiJuowmp al eA UO awwoo 00 t6t Z slebueJ;aAaJq ap apuewap el;a tOS8LZú assTns a^aJq ne sawJo+uom sanu5fuoIstp saessiTd sa193 sap luestx$1n sanuuo3 saJnlznJ;s sap allaz anb a4ue3.odwt snld quawa4au squeymueJ; s4jo++a xne amueszssgJ aun Oc 4ue4uasesd ua jno4 6sagJgT;a &sasnaJiuo nad;uawa^t4elai ialBTe+ aJ^nao ua asiw ap a;,jp sabelueAe sael ualuasgJd aJzJmgp ap suoua^ snou anb suoiqesTilegJ sal sarnol ueld ao maAe al6ue uTeqJam un 4uewjo+ quod np le3qa^ d ueld np aeine.p;a 4ded ap;uawanbxJqgwAs S sagsodstp b eú sagssvId salel sal eSI ajnaiegdns atiep el ap allam e ainaxtgui 4alqerJe^ JnaIbel ap 9Z eS ' Z 6ú- '= eTZ uo;pq ua alIep aun Jed agnlTIsuoa lsa aJnatjg+ut aJn.qwaw el 6LT e ZT sajn6i+ sap suoiqestile sal suea -6 la 8 îj sain6t+ O sap z a. inod el ap Tntam V Jnatdgdns ae3weip un a3uasgiJd 3a asnaJi lsa aJnaxJgut annJqwaw el anxT;suo3 Tnb oz uoqgq ua ad3nod el anb xe+ al suep apTssJ amuaJg++Tp el 6 qa B saJn6t+ xne san6oleue luos 1.a OT sain6Fz. sal IT aJn6bz el Jns agluasgJdai uozies Iegi el ap alesJaAsueJ4 S adnom ua sanA sap quos 6 la 8 saJnO6x sae -an;onJis el jamjO+UaJ ap uaB3awJad.adpeTp un; uewJo+ 61T 8T salgl xnap sa3 -quod np aBtigwAs ap d lemTxa^ ueld al suep qn;xs Isa;awwos al quop a-pqgp un quewAo ua LI no 01 9T ai4nod el e la S allep el e s4uamerpe ú alte el ap spdoq sap J$lJed e.uawa^xTadsaJ;uapua4, s saJxe4uawglddns 6T 'BT sagssIld salg9 xnap 'L la S sain6Ti sap sea el suea "ST alTep el V saezeTnmTpuadiad quel. b 'e sagssTid salg salt (L 9 S sainTiE) LI uoqgq ua no <(q & sai 9 saJn) sanbTle9gw saJqnod xnap jed sagniT;suomD u05 saiJnaTJq+UT sadnJqwaw Sal iL V san6iT. sal ans saquasgidai saluese^ sael suea uomgq ua T T atllep aun Isa aJnatJgdns
9LZZL9Z
uniforme de contraintes de cisaillement t. Le dimensionnement d'une telle structure consiste à vérifier que la contrainte de cisaillement t est inférieure d'une part à la contrainte de voilement tv avec un coefficient de sécurité k convenable, et d'autre part à la contrainte de cisaillement admissible tm pour l'acier, soit: t < tv/k (1) t < tm (2) Dans une âme en tale plissée discontinue 3b, 3c, 3d (voir figure 19). les efforts tranchants donnent également lieu à des contraintes de cisaillement t, mais il s'y ajoutent des contraintes s de compression et de traction longitudinales (c'est-à-dire parallèles à la génératrice des plis) dues au moment de flexion qui sollicite chaque élément d'âme (comportement dit de "poutre échelle".) Pour le dimensionnement d'une telle structure, il convient de vérifier que la contrainte de cisaillement t est inférieure à la valeur admissible tm, que la stabilité reste assurée sous l'action conjuguée du cisaillement et des contraintes de compression et enfin que les contraintes de compression sont inférieures à la valeur sm admissible, soit: f (t. s) < fm (4) t < tm (5) s < sm (6) La condition (4) est plus sévère que la condition (1), mais pour les ames de pont c'est la condition (6) qui
pénalise fortement les âmes discontinues.
Examinons à titre d'exemple le cas d'un pont courant de 60 m de portée. La hauteur h de l'âme est
d'environ 1/20 de la portée, soit 3,0 m.
L'âme en tale plissée continue a les caractéristiques suivantes: 26t2216 épaisseur: e = 00j08 m - largeur d'un panneau: I = 0.3 m - amplitude: a = Q.18 m - hauteur de l'âme: h = 3,0 m Cette âme en t8le plissée continue peut résister à un effort tranchant T. qui vaut: 1 0 Te = tm x e x h. or tm = 0.42 se se = 360 IMpa (limite élastique de l'acier) d'o: Te = 0,42 x 360 x 0,008 x Z = 3.63 MN
T= = 3.63 MN = 370 tonnes.
Lâme discontinue de mimes caractéristiques (voir figure 19) résiste à un effort tranchant Td; chaque élément d'ame a une largeur totale L = 0.5 m et une inertie I I = e x LU/12 = 0.008 x 0,5/12 0,0000833 ml Les éléments d'âme sont soumis à des moments de flexion M qui sont maximums aux extrémités o ils valent: M = Td.L/h x H/2 = + 0.25 Te A ces moments correspondent des contraintes de compression et de traction: s = M/I x L/2 = 0,25/0,0000833 = 0,5/2 x Te = 750 Te D'autre part: sm = se/1,15 = 313 MPa La condition (6) donne 740 Te! 313
Td 1 0,417 MN = 42,5 tonnes.
On constate que le rapport T=/Td est très élevé: T=/Td = 370/42,5 = 8,7 Ainsi, pour un dimensionnement identique. une âme en t8le plissée continue conforme à la présente invention peut transmettre un effort tranchant plus de huit fois supérieur à celui que peut transmettre une âme en t8le plissée discontinue. Bien entendu. l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du
cadre de l'invention.
Ainsi, chaque pont pourrait comporter plus de deux t8les plissées continues entre la membrure supérieure et la
ou les membrures inférieures.
<( &ú> sanu$luom sagsstld sale sal anb am ua 9stiJ Jeo iS V 1 suolqemipua^aJ sap auni V awioWuo0 U uod '9 (t 'ú) sanutquom sagssild saIB xnap ded uolgq ua altep el e aqTlaJ uoalq ap;ldwai anbTile;hw aqnl un Jed no îe;w ua no (0: iZ) uo;4q ua addnod aun Jed agnltsuo anbitun ainatJg+uT ajnjqwaw aun la (MI 01 1T) uo;gq ua alltep aun Jed aBn4Tl3suon aJnaTJgdns adnJqwaw aun puaJdwoD ITnb aB ua ss9eJeDe Oc ú T I suoiqem$pua^aJ sap aun,! V awJo+uo lUOd S (t, "') anu}uom agssX[d alq aun ded uoqq ua allep el V aunoequ sagTaj (LT e9) salelyeJed sadenod xnap jed sagn$Tsuo= saJnax.j+ut sajnjqwaw xnap Wa (TI eoT el) uo4q ua allep aun jed agnltsuo= gZ aunaxjgdns ain.qwaw aun puaidwoD ITnb am ua 9s;Ja;DedeD ú e T suozemipua^aJ sap aun, e awJo+uom quod -b w Zl;a z adlua asxadwom qsa suId sam ap uoT;Dailp el suep aginsaw sale; sap uoTsuawTp el la w= 0ú la 01 ailua asz.dwoi qsa sild sap apn4tdweI ww Zl Ta 8 aj4ua astJdwoD Oz qsa (, ú) salSq sap Jnassiedg, anb aB ua stJgeJem iz no 1 suoiqenTpua^aJ sap aun.1 V awJo+uom uod 'ú agie aun jed a#nlT;suom 4ueqq sapueq sal a. rua uoxouor el 6sajqtuuap saa Ba^e alOue uie;ja un quewjo+ (6> sauetd sapueq sap jed axis aàlne,l Sl ap sapueq xne sagpjoBoeiJ ue4 sarJgs sap aunrI ap sapueq sa[ &salITeied sueld xnap suep saqn;Ts (8 ') saueld sapueq ap saxjgs xnap 4uauuaJdwom (b ú)> sanuTuuoa sal94 sal anb aB ua gsTJd;DeJeD iT uoT.enipua^a. el e awJo+uom qUOd z À uod np Jnan6uol el ?. aJtetnripuadJad;uawalqTsuas OQ uoT)aJip aun suep 4uepua4gs suoz4elnpuo no sild sal iuod np (d) uexpgw leT!J^a ueld unp aJ;nep a lied ap saqsods!p sagInpuo no sagsstId 6sanuiluoD (t is).aimep saIs; xnap quauuaJdwoD aJnrnjqs ap squawglg sam anb aD ua gsiJlldeien s;ueqmue.j sjoj-+a xne 4ueqsTsgJ aJnq3nJLs ap s;uawgig sap Jed ajnell V aunfl saBTlaB (IZ 'oz IZT 91 ' T 'z) elew ua no uo;gq ua aJinaTJguT ainjqwaw aun la (MT '0o iT) uoqq ua ainaTBJdns ajnJqwaw aun suTow ne queuaidwoo quod T
SNOI W3IUNBA33
r I,} 9 & forment avec les membrures une structure tubulaire dont la
surface latérale est entièrement fermée.
7. Pont conforme à l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que les t81es plissées continues (5. 4) sont constituées par des éléments de t6les plissées réalisés d'une seule pièce dans la direction perpendiculaire à la longueur du pont et fixes les uns aux autres dans le sens de la longueur du pont par soudage, rivetage, boulonnage ou analogue.
8. Pont conforme à l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que chaque tôle plissée (3, 4) comporte à chacun de ses bords adjacents aux membrures (10 11) une plaque (12, 13) perpendiculaire au plan général de la tôle et débordant de part et d'autre de ce plan, cette plaque (12, 13) comprenant sur sa face orientée vers l'extérieur, une
série de connecteurs (14) fixés aux membrures.
9. Pont conforme à la revendication 8. caractérisé en ce que les connecteurs (14) sont noyés dans le béton de
l'une au moins des deux membrures.
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