Brevet FR2224596A1 — publié le 19741031

Le principe de changement avec facilité des éléments constitutifs de la suspension des ponts suspendus fut abandonné, pour des raisons diverses, il y a une quarantaine d'années. Les fermes de suspension modernes sont, en général, constituées d'une nappe unique de fils ou câbles groupés et bloqués fortement entre eux par des colliers, ce qui rend difficile, long et onéreux toute réparation ou changement partiel ou total de la suspension existante, car il est nécessaire de démonter et remonter les colliers et les tiges de suspension, successivement, pour retirer chaque câble individuellement. Quand un accident survient dans une telle ferme de suspension, pour raison de corrosion par exemple, et qu'il faut envisager le remplacement total ou partiel des câbles existants, qui ont perdu une garde partie de leur résistance initiale, par mesure de sécurité, l'ouvrage est coupé à la circulation et une suspension provisoire, trés onéreuse, doit être mise en place. Le dispositif nouveau que nous préconisons présente les avantages essentiels et certains de rapidité d'exécution et d'autori- ser la circulation sur l'ouvrage en toute sécurité pendant toute la durée de l'opération et en évitant la mise en place d'une suspension provisoire et trés couteuse, qui devient inutile en fin de travaux. Ce dispositif consiste essentiellement à réutiliser les ancrages dans leur état et à lancer la nouvelle suspension partielle ou totale, mais définitive, au dessus de la suspension existante, sans modifier en rien et sans apporter à aucun-moment une charge supplémentaire à la vieille suspension, puis > à transférer progressivement les charges de tablier et de circulation, à la nouvelle suspension. On obtient ce résultat en lançant la nouvelle suspension à partir des points d'ancrage existants, au dessus de la suspension existante, soit à sa verticale, soit dans le plan des tiges de sus pension existantes, soit latéralement. Les 2 nappes de suspension sont concourantes à leurs points d'ancrage, puis elles se séparent et s t éloignent de distances prévues et nécessaires pour exécuter l'opération. Les points d'ancrage sont réutilisés sans aucune modification en plaçant de nouveaux attelages, soit des étriers fixés aux dispositifs existantes, soit des tirants en prolongement des étriers ou tirants filetés existants par utilisation de manchons d'accouplement filetés, soit par tout autre système possible, sans exclusion. Ces nouveaux éléments neufs d'ancrage sont ensuite et généralement tous fixés par leur autre extrémité à un sommier auxiliaire placé au voisinage de l'ancrage et de telle façon que s 'accot plissent la faible déviation angulaire des axes moyens des 2 nappes, ainsi que des déviations angulaires individuelles des nombreuses et nouvelles barres d'ancrage, sans qu'aucun élément constitutif de la vieille et de la nouvelle nappe ne soient concourants et entrent en contact. Les nouveaux éléments sont disposés sur le sommier auxilinaire, pour éviter et contourner les éléments anciens, tout en permettant à partir des points d'ancrage communs, la déviation angulai re moyenne de l'axe de la nouvelle nappe par rapport à l'axe moyen de l'ancienne nappe de retenue. Suivant les aménagements existants des ancrages, les nou veaux attelages de câbles peuvent aussi aller en partie et directe ment aux extrémités des nouveaux câbles, sans passer par le sommier auxiliaire. La fixation se fait sur le sommier par écrous en bout de tiges filetées, ou tout autre dispositif, sans exclusions. Aprés le sommier auxiliaire, les nouveaux fils ou câbles peuvent être regroupés suivant la même disposition que les vieux éléments qu'ils vont remplacer ou prendre une autre disposition quelconque jugée préférable : câbles groupés, cabales séparés, etc... La nouvelle nappe de retenue, à partir des ancrages, monte en ligne droite en tête des piliers, pour s'atteler à un chariot ou s'infléchir sur une selle. Ce nouveau support, placé en général au dessus de l t ancien, doit permettre leurs déplacements linéaires relatifs et opposés. En effet, au cours de l'opération de transfert des charges de l'ancienne à la nouvelle nappe, les allongements élastiques et de sens opposés vont se manifester. Les anciens capables de retenue vont se raccourcir et les nouveaux vont s'allonger. Ces supports peuvent être placés à la verticale l'un de l'autre ou en toute position favorable, sans exclusions. Entre les piliers, la nouvelle nappe parabolique reste entièrement au dessus de l'ancienne et de telle façon que leur distance au point bas de la parabole permette le rapprochement des 2 nappes par variations de flèches, au cours du transfert de charge de l'ancienne à la nouvelle ferme de suspension. En effet, l'ancienne ferme va se soulever en diminuant de flèche à mesure qu'elle va être soulagée de charge et la nouvelle ferme va baisser et augmenter de flèche en même temps que la charge prise en compte va augmenter Le transfert de charge de tablier et de surcharges roulantes se fait par dispositifs de rapprochement appropriés, d'une résistance calculée, placés généralement à proximité immédiate des tiges de suspension existantes.Ces dispositifs permettent en chaque point de leur fixation, des rapprochements successifs et controlés, en longueurs et charges transférées et préalablement définies. Il s'agit en général de barres filetées avec écrous manoeuvrés à la clef ou par dispositif avec vérins hydrauliques et écrous de sécurité, par moteurs électriques ou tout autre système. Aprés transfert de la totalité des charges à la nouvelle ferme, les tiges de suspension définitives sont mises en place. Elles peuvent être les tiges déjà existantes et récupérées ou de nouvelles tiges neuves renforcées ou d'un type mieux approprié. Les câbles ou fils anciens sont ensuite démontés. Ce nouveau dispositif peut s'appliquer à la totalité des câbles porteurs et de retendue, ou à une partie seulement des câbles existants. Dans ce dernier cas, les câbles neufs mis en place représentent le remplacement des câbles jugés défectueux de la vieille suspension et sont attelés aux ancrages en conséquence. Le principe s'applique également au simple renforcement d'une suspension existante, les nouveaux cabales de renforeement étant attelés par répartition de charges égales ou définies par le calcul et réparties sur tout ou partie des éléments d'-ancrage existants, avec ancrages complémentaires éventuels. Ce nouveau dispositif de changement de partie ou totalité de suspension existante se caractérise par rapport aux moyens déjà connus de changement câble par cible avec utilisation en général d'une suspension provisoire et qui devient inutile en fin de travaux, par le fait que les nouveaux cibles mis en place constituent, pendant les travaux, la suspension auxiliaire de sécurité qui devient suspension définitive en fin d'opération, tous les éléments de cette suspension restant utilisés sans élément inutile. De plus, la nouvelle suspension est mise en place sans modifier en aucun point les ancrages et la suspension existants, et sans y apporter aucun effort supplémentaire. Le transfert de charge stopère sans rien toucher à la vieille suspension ce qui n'est pas le cas dans le changement câble par câble. En effets le fait de changer un vieux câble nécessite de démonter les colliers et entraine des modifications de répartition des charges dans les câbles de la même nappe ainsi que des contraintes supplémentaires, avec le risque de provoquer la rupture de câble ou de la nappe. Dans le dispositif nouveau présenté, le transfert de charges dans les câbles anciens ne commence que lorsque la nouvelle suspension est entièrement en place et les efforts ne font que diminuer dans les câbles défectueux. Les dispositifs de liaison entre nappes étant prévus pour encaisser les charges maxi. possibles au droit de leur fixation, si la rupture des vieux cables se produisait, le tablier resterait accroché à la nouvelle suspension. C'est d'ailleurs une des particularités qui autorise le changement de nappe sans arrêter la circulation. La figure (I) représente, en coupe schématique, un exemple non limitatif d'une des formes types et existantes de nappe, avec 7 câbles groupés, trés fortement serrés entre eux à l'intérieur d'un collier (b), formé de 2 demi-coquilles assemblées par boulons. Une tige de suspension type, à titre d'exemple non limitatif, avec un câble (c), passe à cheval sur le collier et ses 2 extrémités basses (d), sont attelées au tablier (e) support de chaussée et trottoirs (f). Le changement d'un câble nécessite d'abord le démontage individuel de chaque collier (b) avec dépose préalable delta tige de suspension (c) correspondante, pour pouvoir sortir la partie du vieux câble comprise entre les 2 autres colliers les plus rapprochés et restés serrés, de part et d'autre du collier démonté. Après remontage de ce collier et de sa tige de suspension on peut ensuite, de proche en proche, procéder à la même opération, avec tous les autres colliers.Il s'agit d'opérations séparées, successives, trés longues, qui présentent le danger grave au moment où l'on desserre un collier, de provoquer le déblocage localisé des câbles groupés et en général en mauvais état et d'entrainer le glissement des câbles les uns par rapport aux autres avec modification sensible des répartitions de charges et contraintes dans les fils existantes, et risque de rupture d'un autre cabale ou de tous les autres câbles, dont il est impossible d'ailleurs d'évaluer pour chacun d'eux, par avance et avec précision, l'état exact de conservation et de section utile restant en bon état. La mise en place d'un câble ou de plusieurs câbles neufs nécessite de procéder de la même façon, toujours câble par câble et par colliers successifs. La mise en tension des câbles avec contrain tes controlées identiques, provoque des glissements relatifs entre eux et il faut donc desserrer tous les colliers après les avoir réunis par un dispositif individuel de liaison entre eux pour éviter qu'ils ne glissent dans les parties en pente de la parabole sous l'effet des décomposantes des charges verticales amenées par les tiges de suspension. L'ensemble de ces opérations longues, dangereuses et trés conteuses, oblige en général à rechercher une solution plus économique qui consiste à mettre en place une suspension provisoire, portant provisoirement le tablier pendant les travaux de changement de cabales. Cette suspension provisoire est généralement attelée par ses extrémités à des points d'ancrage auxiliaires ou à des points particuliers. La figure-(2) représente, schématiquement, un exemple non limitatif de l'élévation générale d'un pont suspendu type à une travée avec sa suspension existante (a) et son tablier (e) accroché à une suspension provisoire (g) qui est en général attelée par ses 2 extrémités à des points d'ancrage provisoires (h) et (i) par exem ple > alors que les ancrages existants sont en (j) (k) et (l). La figure (5), schématique, représente l'explication du système général faisant l'objet de la présente invention avec l'exem ple du mEme pont suspendu et son tablier (e), sa suspension exis tante (a) attelée aux points d'ancrage existants (j) puis (k) et (1). La nouvelle suspension définitive (g) est placée ici au dessus de la précédente et elles sont réunies entre elles, pendant la durée de I'opération, par des dispositifs provisoires de liaison et de rap prochement (m). Les extrémités de la nouvelle suspension sont fi xées aux mêmes points d'ancrage (j) puis (k) et (l) que la suspen sion existante et par l'utilisat on de sommiers intelmédiaires dlaccrochage en (n) et (o), placés de telle façons suivant une particularité de l'invention,- que les nombreux tirants et étriers d'attelage nouveaux, entre (j) et (n), entre (k) et (1), permettent des variations angulaires de ces derniers éléments à partir de (j), (k), (1), par rapport aux éléments d'accrochage déjà existants, ainsi que la variation angulaire entre les 2 nappes et de manière au'aucune des nombreuses pièces nouvelles d'ancrage de la nouvelle nappe ne soient concourantes ou viennent en contact avec les pièces correspondantes de la nappe ancienne. En tête des piliers, les nappes existantes dtinfléchis- sent ou s'accrochent en (r) et (s) et la nappe nouvelle en (t) et (u), ces appuis permettant suivant une autre particularité de l'invention, des mouvements de translation de -sens opposé entre (r) et (t) et entre (s) et (u), suivant flèches sur le croquis, pendant le transfert de charges de l'ancienne à la nouvelle suspension. En effet, pendant cette opération, les appareils anciens (r) et (s) ont tendance à se déplacer vers les ancrages par diminution élastique de la longueur des câbles de retenue existants alors que les appareils nouveaux (t) et (u) ont tendance à se mouvoir vers le centre de ltouvrage du fait de l1 allongement des nouveaux câbles de retenue. Les dispositifs de liaison et dé rapprochement (g), permettent des rapprochements calculés et controlés de 2 nappes, par action sur des écrous ou l'action de vérins hydrauliques, ou tout autre système de rapprochement sans limitation. v 3r r, L'invention a pour objet, à titre de mode opératoire nouveau, un dispositif nouveau de changement partiel ou total de nappe de câbles groupés de pont suspendu, caractérisé par les points suivants, considérés ensemble ou séparément - la nouvelle suspension est utilisée en totalite à titre auxiliaire et définitive sans qu'il soit nécessaire de placer une suspension provisoire trés oouteuse qui devient inutile en fin de travaux. - la mise en place de la nouvelle suspension s'effectue sans modifier en rien les ancrages et la suspension existants, sans aucun renforcement. - le transfert de charge de l'ancienne à la nouvelle suspen sion ne s'opère qu'après mise en place des dispositifs de liaison et de rapprochement des nappes, qui sont calculés pour que le tablier et ses surcharges restent accrochés à la nouvelle suspension en cas de rupture des vieux câbles. - le transfert de charge ne peut entrainer qu'une diminution d'efforts dans la vieille nappe. - l'ouvrage peut donc être laissé en service, pendant la mise en place de la nouvelle suspension, avec les surcharges admises avant le commencement des travaux. - ltouvrage peut être mis en service avec les nouvelles sur charges prévues en fin d'opération, dès la mise en place des dispositifs de liaison, avant même le rapprochement des 2 nappes. - le transfert de charge de l'ancienne nappe à la nouvelle nappe est progressif. Il peut être interrompu et repris à tout moment, sans aucun risque.