FR2693492A1

FR2693492A1 - Cable stayed bridge - comprises tower(s) with cables extending from top(s) to deck and longitudinal steel beams with deck slabs spanning between

Info

Publication number: FR2693492A1
Application number: FR9208589A
Authority: FR
Inventors: Quiedeville Gaston
Original assignee: DUMEZ
Current assignee: DUMEZ
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-01-14

Abstract

A cable stayed bridge comprises one or more vertical towers (11) with cables (12) extending from tops to the deck (9), composed of main steel longitudinal beams (13) with transverse slabs (16) spanning between. The main beam webs (14) may have sections of wave, sawteeth or alternate trapezia form. Deck slabs are concrete with permanent shuttering on the underside. The tower and beams are fixed to the pier (10) supporting the cabling. Construction process comprises fixing tower to main beams, placing cables and installing same on the pier. Assembly is by crane or launching gantry from one end. USE/ADVANTAGE - Improved design, light structure with usual load capacity, easily handled during erection, cost effective.

Description

La présente invention est relative aux ponts haubannés. The present invention relates to cable-stayed bridges.

Ces ponts, dans leurs parties haubannées, comportent en au moins un endroit approprié, à partir duquel un obstacle doit être franchi suivant une longue portée, deux mâts verticaux qui reposent chacun sur un pilier, de chaque côté du tablier, et à partir de chacun desquels partent deux ensembles ou faisceaux de haubans rectilignes inclinés qui sont situés dans un plan vertical longitudinal et dont l'extrémité inférieure est fixée au tablier alors que l'extrémité supérieure des haubans est fixée aux mâts.These bridges, in their guyed parts, comprise in at least one suitable place, from which an obstacle must be crossed over a long span, two vertical masts which each rest on a pillar, on each side of the deck, and from each which leave two sets or bundles of inclined rectilinear guy lines which are located in a longitudinal vertical plane and whose lower end is fixed to the deck while the upper end of the guy lines is fixed to the masts.

Les ponts haubannés actuellement connus présentent l'inconvénient d'un coût de réalisation extrêmement élevé en raison du fait que le tablier, aussi bien par sa dalle que par ses poutres porteuses, est constitué essentiellement en béton. Cette structure à base de béton implique de grandes quantités de matière, un poids élevé et une réalisation sur site difficile. Cable-stayed bridges currently known have the drawback of an extremely high production cost due to the fact that the deck, both by its slab and by its supporting beams, is essentially made of concrete. This concrete-based structure involves large quantities of material, high weight and difficult construction on site.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un pont haubanné qui, tout en étant résistant, comporte un tablier qui est d'une structure légère, nécessitant peu de matière et d'une réalisation simple,
A cet effet, le pont haubanné selon l'invention, comportant un tablier, au moins un mât vertical et des haubans rectilignes inclinés dont une extrémité est fixée au- mât et l'autre extrémité est fixée au tablier, est caractérisé en ce que le tablier est constitué, d'une part, par des poutres métalliques porteuses longitudinales prévues sur les bords du tablier et recevant les haubans et, d'autre part, par des dalles reposant sur les poutres. Avec une telle conception de pont haubanné, les poutres métalliques porteuses sont légères, tout en étant résistantes, et on peut facilement réaliser sur elles des dalles classiques en béton.The object of the invention is to remedy these drawbacks by providing a guyed bridge which, while being resistant, comprises an apron which is of a light structure, requiring little material and of simple construction,
To this end, the cable-stayed bridge according to the invention, comprising an apron, at least one vertical mast and rectilinear inclined stays, one end of which is fixed to the mast and the other end is fixed to the deck, is characterized in that the apron is formed, on the one hand, by longitudinal metal supporting beams provided on the edges of the deck and receiving the shrouds and, on the other hand, by slabs resting on the beams. With such a guyed bridge design, the load-bearing metal beams are light, while being resistant, and conventional concrete slabs can be easily made on them.

Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, les poutres comportent une âme verticale qui présente un profil variable dans le sens transversal, ce profil étant par exemple formé par une succession d'ondes, une ligne brisée à segments rectilignes en dents de scie ou une succession de trapèzes alternés. According to an advantageous characteristic of the invention, the beams comprise a vertical core which has a variable profile in the transverse direction, this profile being for example formed by a succession of waves, a broken line with rectilinear sawtooth segments or a succession of alternating trapezoids.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, les dalles du tablier sont à base de béton et elles comportent un coffrage incorporé qui est laissé à demeure pour former la face inférieure du tablier. According to another advantageous characteristic, the slabs of the deck are concrete-based and they include an incorporated formwork which is left permanently to form the underside of the deck.

Le mât -est avantageusement solidarisé avec les poutres associées, lesquelles sont elles-mêmes fixées à des piliers de support du mât de haubannage. The mast is advantageously secured to the associated beams, which are themselves fixed to support pillars of the guy mast.

Suivant un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour réaliser le pont haubanné ci-dessus. Selon ce procédé, on solidarise un mât avec les poutres porteuses adjacentes à ce mât, on met en place les haubans, puis on met en place et on fixe l'ensemble ainsi constitué sur un pilier. According to another aspect, the invention relates to a method for producing the above cable-stayed bridge. According to this method, a mast is secured to the supporting beams adjacent to this mast, the guy wires are put in place, then the assembly thus formed is fixed and fixed on a pillar.

La mise en place de cet ensemble peut se faire soit par levage, soit par poussée horizontale depuis une extrémité du pont. The installation of this assembly can be done either by lifting, or by horizontal pushing from one end of the bridge.

On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie -de la description et dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un pont haubanné auquel l'invention peut être appliquée
Fig. 2 est, à plus grande échelle, une coupe transversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1
Fig. 3 est, également à plus grande échelle, une coupe transversale suivant la ligne III-III de la Fig. 1
Figs. 4A à 4D sont des coupes horizontales longitudinales suivant la ligne IV-IV de la Fig. 2 et montrent diverses formes possibles pour l'âme des poutres porteuses métalliques ;
Figs 5 à 7 montrent schématiquement un premier procédé de réalisation du pont haubanné selon l'invention ;;
Figs. 8 et 9 montrent schématiquement un deuxième procédé de réalisation du pont haubanné selon l'invention et un exemple de mise en place d'un élément central ; et
Fig. 10 montre un autre exemple de mise en place de l'élément central.The invention will be clearly understood on reading the additional description which follows and with reference to the appended drawings which form part of the description and in which:
Fig. 1 is a side elevation view of a cable-stayed bridge to which the invention can be applied
Fig. 2 is, on a larger scale, a cross section along the line II-II of FIG. 1
Fig. 3 is, also on a larger scale, a cross section along the line III-III of FIG. 1
Figs. 4A to 4D are longitudinal horizontal sections along the line IV-IV of FIG. 2 and show various possible shapes for the core of the metal support beams;
Figs 5 to 7 schematically show a first method of making the cable-stayed bridge according to the invention;
Figs. 8 and 9 schematically show a second method of making the cable-stayed bridge according to the invention and an example of setting up a central element; and
Fig. 10 shows another example of setting up the central element.

On a représenté en élévation latérale sur la Fig. 1 un exemple de pont haubanné auquel l'invention peut être appliquée. There is shown in side elevation in FIG. 1 an example of a guyed bridge to which the invention can be applied.

Ce pont est destiné à franchir un obstacle 1, par exemple un cours d'eau ou un creux géographique. Il comporte, de chaque côté, une partie d'accès 2,3 et, à l'aplomb de l'obstacle 1, deux parties haubannées 4,5, chacune adjacente à une partie d'accès 2,3, et éventuellement une partie centrale rapportée 6 non haubannée. This bridge is intended to cross an obstacle 1, for example a watercourse or a geographical trough. It comprises, on each side, an access part 2.3 and, directly above the obstacle 1, two guyed parts 4.5, each adjacent to an access part 2.3, and possibly a part central reported 6 not guyed.

Chaque partie d'accès 2,3 comporte des piliers 7,8, par exemple métalliques ou en maçonnerie, qui sont relativement rapprochés et sur lesquels repose le tablier 9 qui, dans ces parties d'accès, est du type posé, c'est-à-dire que les travées entre deux piliers successifs 7 ou 8 sont suffisamment courtes pour que le tablier 9 puisse simplement reposer sur les piliers. Each access part 2.3 comprises pillars 7.8, for example metal or masonry, which are relatively close together and on which rests the deck 9 which, in these access parts, is of the laid type, that is that is to say that the spans between two successive pillars 7 or 8 are short enough that the deck 9 can simply rest on the pillars.

Les parties haubannées 4,5, comportent chacune une ligne d'appui formée par au moins un pilier 10, du même type que les piliers extrêmes 7, 8 mais d'une résistance et d'une hauteur beaucoup plus importantes. Sur le pilier 10 s'appuie un mât de haubannage 11 en A ou en H sur lequel sont ancrés un ensemblé de câbles de haubannage 12, du type en faisceau ou en harpe. L'extrémité inférieure de chaque - câble de haubannage 12 est ancrée sur le tablier 9 pour supporter celui-ci. Pour équilibrer les forces de flexion et de compression s'exerçant sur chaque mât 11, chaque ensemble de câbles 12 est symétrique par rapport au mâte associé 11.Comme on le voit sur la Fig. 1, chaque câble extrême 12, du côté des parties d'accès 2,3, s'étend jusqu'au voisinage du pilier extrême correspondant.7,8, c'est-à-dire jusqu'à l'extrémité de la partie 9 du tablier qui vient coopérer avec ce dernier pilier. The shrouded parts 4, 5 each have a support line formed by at least one pillar 10, of the same type as the extreme pillars 7, 8 but of a much greater strength and height. On the pillar 10 is supported a guy line 11 in A or H on which are anchored an assembly of guy cables 12, of the bundle or harp type. The lower end of each guy cable 12 is anchored on the deck 9 to support the latter. To balance the bending and compression forces exerted on each mast 11, each set of cables 12 is symmetrical with respect to the associated mast 11. As seen in FIG. 1, each end cable 12, on the side of the access parts 2,3, extends to the vicinity of the corresponding extreme pillar. 7,8, that is to say to the end of the part 9 of the deck which comes to cooperate with this last pillar.

La partie centrale rapportée 6 existe si la portée à franchir entre les deux paires de piliers 10 est importante, mais elle pourrait être supprimée soit pour une portée moins grande, soit en faisant en sorte que les parties haubannées 4 et 5 soient adjacentes, ce qui implique toutefois un système de haubannage plus important et des mâts 11 plus élevés. The attached central part 6 exists if the span to be crossed between the two pairs of pillars 10 is large, but it could be eliminated either for a smaller span, or by making the guyed parts 4 and 5 are adjacent, which however, involves a larger guy system and 11 higher masts.

Conformément à l'invention, et comme représenté sur les Figs. 2 à 4, le tablier 9, au moins dans les parties haubannées 4 et 5, est constitué, d'une part, par des poutres métalliques porteuses 13, qui sont disposées longitudinalement par rapport au pont et qui sont disposées sur les bords du tablier pour recevoir les haubans 12 et, d'autre part, par des dalles 16 qui reposent sur les poutres 13. According to the invention, and as shown in Figs. 2 to 4, the deck 9, at least in the guyed parts 4 and 5, is constituted, on the one hand, by load-bearing metal beams 13, which are arranged longitudinally relative to the bridge and which are arranged on the edges of the deck to receive the guys 12 and, on the other hand, by slabs 16 which rest on the beams 13.

Chaque poutre 13 est du type en I et comporte donc une âme centrale verticale 14 et deux branches extrêmes horizontales planes 15. De façon connue, cette position des poutres 13 dont l'âme centrale 14 est verticale donne aux poutres la plus grande résistance à la flexion. Each beam 13 is of the I-type and therefore comprises a vertical central core 14 and two horizontal horizontal end branches 15. In known manner, this position of the beams 13 whose central core 14 is vertical gives the beams the greatest resistance to bending.

La branche horizontale inférieure 15, dans la partie centrale de chaque partie haubannée 4,5, est destinée à venir reposer sur le pilier 10 (Fig. 2) pour être fixée à celui-ci, par exemple par boulonnage. Quant à la branche horizontale supérieure 15, elle est destinée, sur toute la longueur du pont, à supporter le tablier 9 et, localement, à recevoir les haubans 12 et, au centre de chaque partie hauban née 4,5, la partie inférieure du mât il associé , la fixation du mât se faisant par exemple également par boulonnage. The lower horizontal branch 15, in the central part of each guyed part 4.5, is intended to come to rest on the pillar 10 (Fig. 2) to be fixed thereto, for example by bolting. As for the upper horizontal branch 15, it is intended, over the entire length of the bridge, to support the deck 9 and, locally, to receive the shrouds 12 and, in the center of each shroud born part 4.5, the lower part of the mast there associated, the fixing of the mast being done for example also by bolting.

Avantageusement, comme montré sur la Fig. 4, l'âme 14 des poutres 13 présente un profil qui nTest pas plan mais qui présente des déviations dans le plan transversal, c'està-dire hors de son plan, pour former un profil présentant une grande résistance à la flexion de la poutre dans le sens transversal du pont ; par exemple, ce profil est formé, comme montré sur les Figs. 4A à 4D, par une succession d'ondes, dont le pas est plus ou moins important, une ligne brisée à segments rectilignes en dents de scie ou une succession de trapèzes alternés. Cette configuration de l'âme des poutres peut permettre de supprimer les traditionnelles pièces de pont, c'est-à-dire des traverses métalliques qui étaient prévues sous le tablier et qui devaient être fixées en bout sur les poutres pour éviter leur flexion dans le sens transversal. Advantageously, as shown in FIG. 4, the core 14 of the beams 13 has a profile which is not planar but which has deviations in the transverse plane, that is to say outside its plane, to form a profile having a high resistance to bending of the beam in the transverse direction of the bridge; for example, this profile is formed, as shown in Figs. 4A to 4D, by a succession of waves, the pitch of which is more or less important, a broken line with rectilinear sawtooth segments or a succession of alternating trapezoids. This configuration of the core of the beams can make it possible to eliminate the traditional bridge parts, that is to say metal sleepers which were provided under the deck and which had to be fixed at the end on the beams to avoid their bending in the transverse direction.

Les dalles 16 du tablier 9 sont d'un type traditionnel, par exemple en béton armé ou précontraint. De façon connue, elles sont légèrement surélevées dans la partie centrale du tablier et, de l'autre côté, elles reposent sur la branche horizontale supérieure 15 des poutres 13. Ces dalles 16 sont traversées par les mâts Il et les haubans 12, euxmêmes fixés fermement à la branche supérieure 15 des poutres. The slabs 16 of the deck 9 are of a traditional type, for example in reinforced or prestressed concrete. In known manner, they are slightly raised in the central part of the deck and, on the other side, they rest on the upper horizontal branch 15 of the beams 13. These slabs 16 are crossed by the masts II and the shrouds 12, themselves fixed firmly to the upper branch 15 of the beams.

Les dalles 16 sont réalisées à l'aide d'un coffrage inférieur 16a qui, avantageusement, est laissé en place après réalisation du pont pour rester à demeure et former la face inférieure du tablier.The slabs 16 are produced using a lower formwork 16a which, advantageously, is left in place after completion of the bridge to remain permanently and form the underside of the deck.

On a montré sur les Figs. 5 à 7 un premier procédé pour la réalisation du pont selon l'invention ci-dessus décrit. Ce procédé fait appel à la technique dite de lancement à partir d'un banc 17 prévu provisoirement à chaque extrémité de l'ouvrage. Par simplification, on a représenté sur les
Figs. 5 à 7 la réalisation de seulement la moitié du pont de la Fig. 1. We have shown in Figs. 5 to 7 a first method for producing the bridge according to the invention described above. This process uses the technique known as launching from a bench 17 provisionally provided at each end of the structure. For simplicity, we have shown on
Figs. 5 to 7 the realization of only half of the bridge of FIG. 1.

Après que les piliers 7 de la partie d'accès 2 et les deux piliers 10 de la partie haubannée 4 ont été réalisés, on assemble tout d'abord, de chaque côté de ce qui sera le tablier 9,les poutres 13 sur les piliers 7, sans fixer les poutres, on met en place et on fixe les deux mâts 11 sur les poutres 13 de la partie haubannée 4, puis on met en place les haubans 12. Après réalisation de la partie haubannée 4, qui repose encore sur les piliers 7, on fait avancer l'ensemble, comme montré par la flèche A, vers les piliers 10, d'une distance suffisante pour pouvoir mettre en place et assembler à la suite de la partie haubannée 4 les poutres 13 qui feront partie de la partie d'accès 2.On procède progressivement, comme montré sur la Fig. 6, en réalisant et en fixant successivement des poutres 13 de la partie d'accès 2 jusqu'à ce que, comme montré sur la Fig. 7, la partie haubannée 4 soit à sa place définitive, après quoi on assemble les poutres sur les piliers 7 et 10 et on réalise les dalles 16. After the pillars 7 of the access part 2 and the two pillars 10 of the guyed part 4 have been made, we first assemble, on each side of what will be the deck 9, the beams 13 on the pillars 7, without fixing the beams, the two masts 11 are put in place and fixed on the beams 13 of the guyed part 4, then the guys are put in place 12. After completion of the guyed part 4, which still rests on the pillars 7, the assembly is advanced, as shown by arrow A, towards the pillars 10, by a sufficient distance to be able to set up and assemble following the guyed part 4 the beams 13 which will form part of the access part 2. We proceed gradually, as shown in FIG. 6, by making and successively fixing beams 13 of the access part 2 until, as shown in FIG. 7, the guyed part 4 is in its final place, after which the beams are assembled on the pillars 7 and 10 and the slabs 16 are produced.

On a représenté sur les Figs. 8 et 9 un autre procédé de réalisation du pont selon l'invention ci-dessus décrit. Comme précédemment, on met d'abord en place les piliers extrêmes 7,8 des parties d'accès 2,3 et les piliers 10 des parties haubannées 4,5. Chaque partie haubannée 4,5 est assemblée au sol ( Fig. 8), au droit des piliers 7,10 et le plus près possible de la position longitudinale finale de ces parties haubannées, par assemblage des poutres 13 et fixation des mâts 11 et des haubans 12. Quand une partie haubannée 4 a été terminée, elle est posée à cheval, en position d'équilibre stable, sur le pilier 10 et sur au moins un pilier 7. Les travées des parties d'accès 2,3 peuvent également être réalisées au sol, comme montré sur la partie droite de la Fig. 8, puis mises en place sur les piliers correspondants.Le levage des parties haubannées 4,5 et des parties posées peut se faire à l'aide d'une grue. Lorsqu'une partie haubannée a été posée sur les piliers, en position d'équilibre, on l'assemble, comme précédemment, avec les poutres de la partie d'accès associée 2,3 et, soit par poussée ou lancement, soit par levage, on déplace l'ensemble vers le cen tre de l'obstacle 1 jusqu'à ce que les mâts 11 viennent à l'aplomb du pilier associé 10, après quoi on réalise la fixation de l'ensemble, comme précédemment. There is shown in Figs. 8 and 9 another method of making the bridge according to the invention described above. As before, the extreme pillars 7.8 of the access parts 2.3 and the pillars 10 of the guyed parts 4.5 are first put in place. Each guyed part 4.5 is assembled on the ground (Fig. 8), in line with the pillars 7.10 and as close as possible to the final longitudinal position of these guyed parts, by assembling the beams 13 and fixing the masts 11 and the guy wires 12. When a guyed part 4 has been completed, it is placed astride, in a stable equilibrium position, on pillar 10 and on at least one pillar 7. The spans of access parts 2, 3 can also be performed on the ground, as shown on the right side of Fig. 8, then put in place on the corresponding pillars. The lifting of the shrouded parts 4,5 and the installed parts can be done using a crane. When a guyed part has been placed on the pillars, in the equilibrium position, it is assembled, as before, with the beams of the associated access part 2,3 and, either by pushing or launching, or by lifting , the assembly is moved towards the center of the obstacle 1 until the masts 11 come in line with the associated pillar 10, after which the assembly is made to fix, as previously.

Lorsque les parties haubannées 4,5 et les parties d'accès 2,3 ont été mises en place et fixées, on procède à la mise en place de la partie centrale rapportée 6, si elle existe. When the shrouded parts 4,5 and the access parts 2,3 have been put in place and fixed, the installation of the added central part 6 is carried out, if it exists.

Comme montré sur la Fig. 9, cette mise en place peut se faire, par exemple, à partir d'une barge 18 amenée en position appropriée soit, comme montré schématiquement sur la
Fig. 10, par un engin approprié de levage
On réalise ensuite le tablier proprement dit 9 par la réalisation des dalles 16.As shown in Fig. 9, this positioning can be done, for example, from a barge 18 brought into the appropriate position either, as shown diagrammatically on the
Fig. 10, by a suitable lifting device
The actual deck 9 is then produced by producing the slabs 16.

Il ressort de la description ci-dessus que le pont selon l'invention, par sa structure et son procédé de réalisation, présente divers avantages, parmi lesquels on notera les suivants - du fait que la structure porteuse du pont est essentielle
ment constituée de poutres métalliques, on se dispense
d'un important volume de béton et d'un grand poids pour
l'ouvrage ; - par sa structure et sa légèreté, le pont permet de fran
chir des portées beaucoup plus importantes ; - une grande partie des opérations de préparation et d'assem
blage des poutres peut être réalisée en atelier ; - les opérations sur site, toujours très coûteuses, sont
réduites au minimum.It emerges from the above description that the bridge according to the invention, by its structure and its production method, has various advantages, among which the following will be noted - the fact that the carrying structure of the bridge is essential
made up of metal beams, we dispense
a large volume of concrete and a great weight for
the book; - by its structure and its lightness, the bridge allows fran
chir much larger spans; - a large part of the preparation and assembly operations
beams can be fixed in the workshop; - on-site operations, always very expensive, are
minimized.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has been described; on the contrary, we could conceive of various variants without departing from its framework.

Claims

1. Guyed bridge, comprising an apron (9), at least one vertica I mast (11) and rectilinear inclined guy lines (12) one end of which is fixed to the mast (11) and the other end of which is fixed to the deck ( 9), characterized in that the deck (9) is constituted, on the one hand, by longitudinal metal support beams (13) provided on the edges of the deck and receiving the shrouds (12) and, on the other hand, by slabs (16) resting on the beams (13).

2. Guyed bridge according to claim 1, characterized in that the beams (13) comprise a vertical core (14) which has a profile with deviations in the transverse plane.

3. Guyed bridge according to claim 2, characterized in that the vertical core (14) of the beams (13) has a profile formed by a succession of waves, a broken line with rectilinear sawtooth segments or a succession of alternate trapezoids.

4. Guyed bridge according to one of claims 1 to 3, characterized in that the slabs (16) of the deck (9) are concrete-based and comprise a formwork (16a) incorporated permanently forming the underside of the deck.

5. Guyed bridge according to one of claims 1 to 4, characterized in that the. mast (11) is secured to the associated beams (13), which are themselves fixed to a pillar (10) for supporting the guying mast.

6. Method for making a cable-stayed bridge according to one of claims 1 to 5, characterized in that it consists in securing a mast (11) with the supporting beams (13) adjacent to the mast, in placing the stay cables (12) , and to set up and fix the assembly thus formed on a pillar (10).

7. Method according to claim 6, characterized in that said assembly is put in place by lifting or by horizontal pushing from one end of the bridge.