Brevet FR2244872A1 — publié le 19750418

La présente invention concerne la construction d'ouvrages de génie civil, tels que des ponts ou des voies surélevées, comprenant au moins une pile et un tablier composé d'au moins un fléau qui s'étend de part et d'autre de la pile et prend appui sur cette dernière. Un procédé connu pour construire un tel fléau consiste, notamment, à assembler et à solidariser à l'aide d'armatures de précontrainte une pluralité d'éléments préfabriqués, ou voussoirs, présentant chacun deux facesterminales opposées, chaque voussoir étant appliqué par l'une de ses faces terminales contre la face terminale adjacente appartenant au voussoir immédiatement voisin, la construction dudit fléau se faisant par la méthode de l'encorbellement en progressant de part et d'autre d'un voussoir initial ou voussoir de pile - qui repose sur la face supérieure de ladite pile. Il est particulièrement avantageux à cet égard que chaque face terminale d'un voussoir soit un négatif exact de la face terminale du voussoir voisin, contre laquelle elle est appliquée . L'assemblage des voussoirs peut alors se faire suivant la technique dite des "oints conjugués", sans interposition d'aucun joint au mortier coulé ou maté, ou avec la seule intervention d'un joint de très faible épaisseur réalisé, par exemple, au moyen d'une colle de résine polymérisable à durcissement rapide, ce qui permet de gagner un temps considérable.De tels voussoirs en béton ou matériau analogue peuvent astre obtenus, comme on le sait, en montant, au stade de la préfabrication, lesdits voussoirs les uns contre les autres, la face terminale d'un voussoir terminé servant de moule au voussoir suivant en cours de préfabrication. Dans le procédé de construction connu, lorsque deux voussoirs symétriques ont été mis en place, on assure leur solidarisation définitive à la portion de fléau déjà exécutée, par mise en oeuvre d'une ou de plusieurs armatures de précontrainte qui traversent ladite partie de fléau et sont ancrées, à leurs deux extrémités, dans les deux voussoirs en cause. Ce processus se répète à chaque mise en place d'une paire de voussoirs. Il résulte de ce qui précède que, lorsque le tablier est terminé, la structure de précontrainte qui lui est associée aura été essentiellement déterminée par le mode de construction choisi pour le fléau. Elle ne présente donc pas les caractéris tiques optimales que l'on aurait adoptées si l'on avait pu faire abstraction des phases intermédiaires de la construction du tablier. En particulier, cette structure comprend un nombre d'ancrages et d'armatures bien supérieur à celui qui aurait été suffisant pour assurer simplement la résistance du tablier en service, et qui a été imposé par la nécessité d'assurer la résistance du fléau à tous les stades intermédiaires de sa construction. En outre, le tracé de ces armatures n'est pas celui qui aurait permis d'obtenir, en service, une répartition optimale des contraintes le long du tablier terminé. En effet, ce tracé doit tenir compte du fait que, pendant les phases intermédiaires de la construction du fléau, la partie du fléau située au voisinage de la pile est très fortement sollicitée sous l'action du poids propre des deux bras cn consoles, du fléau, tandis que les deux extrémités du fléau - qui, dans l'ouvrage terminé, forment chacune la clé d'une travée ou viennent reposer sur un appui tel qu'une culée - ne sont que très peu chargées. La présente invention vise à supprimer, au moins en grande partie, les inconvénients dont il vient d'etre question. Elle a plus particulièrement en vue d'assurer la stabilité et la résistance du tablier pendant toutes les phases intermédiaires de sa construction, tout en permettant l'optimisation de la structure de précontrainte associée audit tablier. Suivant l'invention, pour réaliser un fléau de pont dans les conditions générales indiquées au préambule, on opère comme suit - on met directement en place chaque vous soir dans sa position définitive dans l'ouvrage, et on le réunit aux autres voussoirs déjà en place, à l'aide d'organes de solidarisation provisoire, ladite opération étant répétée jusqu'à ce que le fléau soit complètement assemblé; - on solidarise ensuite définitivement entre eux les voussoirs du fléau, à l'aide d'armatures de précontrainte distinctes des organes de solidarisation provisoire mis en oeuvre précédemment; et - on démonte lesdits organes de solidarisation provisoire. Suivant un mode d'exécution préféré, lesdits organes de solidarisation provisoire comprennent, pour certains au moins des voussoirs - ceux qui sont relativement éloignés de la pile des haubans prenant naissance sur un mât vertical qui repose sur le voussoir de pile. Suivant une autre disposition de l'invention, les organes de solidarisation provisoire comprennent, outre lesdits haubans, des armatures de précontrainte distinctes des armatures de précontrainte utilisées pour assurer la solidarisation définitive des voussoirs, et passant à l'extérieur de la matière constitutive desdits voussoirs. Du fait que, dans le procédé conforme à l'invention, la totalité ou la quasi-totalité des armatures de précontrainte définitive n'interviennent pas pour assurer la résistance du tablier pendant les phases intermédiaires de sa construction, le nombre et le tracé de ces armatures peuvent être déterminés pour satisfaire à la seule condition que soit assuré , en service, le long du tablier terminé, un état de chargement optimal du point de vue de la répartition des coatraintes. On aboutit ainsi à une économie maximale de matière. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention les figures 1 à 4 sont des vues schématiques en coupe longitudinale, illustrant les phases successives de la construction d'un pont, suivant le procédé conforme à l'invention La figure 5 est une vue en coupe transversale, suivant la ligne V-V des figures 3 et 4, montrant, en particulier, un mat de haubannage utilisé dans la mise en oeuvre du procédé conforme à ltinvention, pour faciliter la solidarisation provisoire de certains voussoirs; ; La figure 6 est une vue en élévation longitudinale montrant un autre organe de solidarisation provisoire des voussoirs L'invention sera décrite, à titre d'exemple non l;nita- tif, dans son application à la construction d'un pont à pile unique centrale et deux travées, destiné, par exemple, à servir de passage supérieur pour le franchissement d'une autoroute. Dans l'exemple choisi, le tablier du pont ne comporte, par conséquent, qu'un seul fléau qui s'étend de part et d'autre de la pile centrale et prend appui sur cette dernière. Mais il va de soi que l'invention couvre également la construction de ponts ou ouvrages analogues (tels que des routes ou autres voies surélevées) dont le tablier comporte plusieurs fléaux'successifs reposant chacun sur une pile. Sur les figures, on a désigné par le repère P une pile centrale prenant appui sur le terre-plein qui sépare les deux chaussées d'une autoroute a, Sur cette pile repose un tablier T qui présente la forme d'un fléau dont les deux extrémités s 'ap- puient sur des culées C et C' disposées en tête des deux talus de l'autoroute. Le tablier T est constitué par l'assemblage d'une pluralité d'éléments ou voussoirs préfabriqués VO - V1 - V'î V2 - V'2 ... par exemple en béton, solidarisés à l'aide d'armatures de précontrainte 1, telles que des câbles (voir figure 4). Chaque voussoir V1, V2 ... présente (voir figure 6) deux faces terminales opposées a et b, et il est appliqué par l'une de ses faces terminales (par exemple a) contre la face terminale adjacente (b) appartenant au voussoir immédiatement voisin. les faces terminales a et b en contact mutuel qui appartiennent à deux voussoirs successifs tels que V1 et V2, sont " conjuguées", c'est-à-dire que l'une est un négatif exact de l'autre. le vous soir VO est un voussoir initial qui repose sur la face supérieure de la pile P, par l'intermédiaire d'une plaque élastique 2, par exemple en caoutchouc synthétique, destinée à jouer dans l'ouvrage terminé le rôle d'une pseudo-articulation. La construction du fléau se fait par la méthode de ltencorbellement en progressant de part et d'autre dudit voussoir initial, ou voussoir de pile V0. Pour améliorer la stabilité du fléau en cours de construction, il peut être avantageux de mettre en oeuvre d'un côté ou des deux côtés de la pile centrale P, un appui provisoire 3 et/ou 3' fixé à la pile par tous moyens appropriés, tels que des tiges d'ancrage 4. On décrira maintenant, en regard des figures I à 4, les phases successives de la construction du fléau T. La figure 1 illustre une première phase dans laquelle on commence par mettre directement en place le premier voussoir V dans sa position définitive dans l'ouvrage, c'est-à-dire immédiatement à la suite du voussoir de pile VO, supposé préalablement posé.Le voussoir V1 repose alors sur l'appui provisoire 3. On réunit ensuite ces deux-voussoirs à l'aide d'organes de solidarisation provisoire 50 Comme le montre la figure 6, ces organes de solidarisation provisoire peuvent avantageusement comprendre des armatures de précontrainte, telles que des barres de précontrainte 6, distinctes des armatures de précontrainte 1, utilisées pour assurer la solidarisation définitive des vous soirs On notera Eue ces barres de précontrainte passent à l'extérieur de la matière constitutive des voussoirs et qu'elles sont donc très facilement accessibles. Après avoir enté mises en tension à l'aide de vérins (non représentés), les barres de précontrainte 6 sont ancrées dans des supports 7 respectivement solidaires des voussoirs en cause. On pourra avantageusement avoir recours, pour assurer la solidarisation provisoire, à toutes les dispositions décrites dans les demandes de brevet nO et nO déposées le 24 Septembre 1973, respectivement sous les titres : "Procédé et dispositif de fixation d'éléments d'ouvrage préfabriqués avant solidarisation définitive " et n Procédé et dispositif dtassemblage d'éléments d'ouvragespréfabriqués et éléments adaptés à la mise en oeuvre de ce procédé". La figure 2 illustre la suite des opérations0 On met d'abord en place sur l'appui provisoire 3' le voussoir V'1 symétrique du voussoir V1 par rapport à la pile P, et on le réunit au voussoir de pile VO à l'aide d'organes de solidarisation provisoire Si analogues à ceux qui ont été décrits plus haut.On met ensuite en place et on solidarise provisoirement de la meme façon les voussoirs V2, V'2, V3, Y 3, V4, V 4 V'4 les barres de précontrainte 6 utilisées dans les organes de solidarisation provisoire 5 et 5' n'ont pas une résistance mécanique infinie et on peut donc etre limité dans leur utilisation pour réunir entre eux plus de quatre ou cinq paires de voussoirs, ce qui est insuffisant pour réaliser des ouvrages de portée moyenne ou forte, la présente invention résout cette difficulté tout en permettant de continuer à bénéficier de tous les avantages de la solidarisation provisoire. A cet effet, elle prévoit, comme le montrent les figures 3, 4, la mise en oeuvre d'autres organes de solidarisation provisoire constitués par des haubans 8 et 8' prenant naissance au sommet 10 d'un mât vertical 9 qui repose sur le voussoir de pile VO par l'intermédiaire d'un berceau 11. Comme le montre la figure 5, le mit 9 peut être cons titué par un ensemble de deux mats 9a - 9b disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal du tablier, de manière à réserver un passage central 12 éventuellement utilisé pour le transport et la manutention de vous soirs le long de la portion de fléau déjà construite0 Chacun des deux mats 9a - 9b repose sur le voussoir de pile VO par l'intermédiaire d'un berceau lia ou 11b, et il présente un sommet 10a ou lOb, dont chacun constitue l'origine d'un système de haubans 8 - 8', analogue à celui qui est représenté aux figures 3 et 40 La figure 3 illustre une séquence de pose de voussoirs, avec intervention de haubans 8 ou 8' pour renforcer la solidarisation provisoire lorsque le porte-à-faux du fléau dépasse une certaine importance. Les voussoirs V1 - V2 - V3 - V4 et V - 2 5 Vt4 étant supposés en place et réunis entre eux à l'aide des organes de solidarisation provisoire 5 ou 5' précédemment décrits, on érige le mat 9 et on relie le sommet 10 dudit mât à l'aide de deux premiers haubans 8 et 8', respectivement au voussoir V4 et au voussoir V'40 On met alors en place un voussoir V5 que l'on réunit au voussoir V4 à l'aide d'un nouvel organe de solidarisation provisoire 5, et on accroche ensuite un hauban 8 à ce voussoir V5 nouvellement posé. On met ensuite en place et on solidarise provisoirement de la meme façon - c 'est-à-dire avec intervention de haubans 8 et 8' - le voussoir V'5 symétrique du voussoir V5 par rapport à la pile, puis les voussoirs V6, V'6, V7, V'? oo etcÔei jusqu'aulx doux derniers voussoirs V9 e t Vtg qui viennent reposer respectivement sur les culées C et C' (voir figure 4). Le fléau est ainsi complètement assemblé, mais seulement à l'aide des organes de solidarisation provisoire 5 - 5' et des haubans 8 la figure 4 montre la dernière phase des opérations, au cours de laquelle on solidarise définitivement entre eux, à l'aide de câbles de précontrainte 1, tous les voussoirs du fléau assemblé. On observera que ces câbles de précontrainte définitive qui passent à l'intérieur de la matière constitutive des voussoirssont complètement distincts des organes de solidarisation provisoire 5 - 5' et 8 - 8' qui passent à l'extérieur de la matière constitutive des voussoirs. Cela fait, on démonte enfin les haubans 8 - 8' et le mât 9, les autres organes de solidarisation provisoire 5 - 5', et les deux appuis provisoires 3 il apparaît ainsi clairement que les cabales de précontrainte définitive 1 ntont joué aucun rôle pour assurer la stabilité et la résistance du fléau en cours de construction. leur nombre et leur tracé peuvent donc être optimisés pour répondre à la seule condition d'assurer la résistance de l'ou- vrage en service, compte tenu de la présence des culées G et C' On aboutit de cette manière à une économie maximale de matière, ainsi qulà un gain de temps appréciable. L'invention vient d'entre décrite dans son application à la construction de ponts à fléau unique, mais elle pourrait aisèment être généralisée à la construction de ponts à deux ou plusieurs fléaux reposant chacun sur une pile. Dans ce cas, deux fléaux successifs seraient réalisés, chacun, par solidarisation provisoire d'une pluralité de voussoirs, et réunis ensuite entre eux au moyen d'armatures de précontrainte définitive. il va de soi que le mode de réalisation décrit ntest qu'un exemple et gu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICÂT IONS 1. Procédé de construction d'un ouvrage de génie civil, tel qu'un pont ou une voie surélevée, comprenant au moins une pile et un tablier composé d'au moins un fléau qui s'étend de part et d'autre de la pile et prend appui sur cette dernière, ledit procédé consistant notamment, pour construire ledit fléau, à assembler et à solidariser à l'aide d'armatures de précontrainte une pluralité de vous soirs préfabriqués présentant chacun deux faces terminales opposées, chaque voussoir étant appliqué par l'une de ses faces terminales contre la face terminale adjacente appartenant au voussoir immédiatement voisin, la construction dudit fléau se faisant par la méthode de l'encorbellement en progressant de part et d'autre d'un voussoir initial - ou voussoir de pile - qui repose sur la face supérieure de ladite pile, ledit procédé étant caractérisé en ce que - l'on met directement en place chaque voussoir dans sa position définitive dans l'ouvrage et on le réunit aux autres voussoirs,déjà en place, à l'aide d'organes de solidarisation provisoire, ladite opération étant répétée jusqu'à ce que le fléau soit complètement assemblé; - lton solidarise ensuite définitivement entre eux les voussoirs du fléau, à l'aide d'armatures de précontrainte distinctes des organes de solidarisation provisoire mis en oeuvre précédemment; et - l'on démonte enfin lesdits organes de solidarisation provisoire. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes de solidarisation provisoire comprennent, pour certains au moins des voussoirs, des haubans prenant naissance sur un mât vertical qui repose sur le voussoir de pile. 30Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits organes de solidarisation provisoire comprennent, outre lesdits haubans, des armatures de précontrainte distinctes des armatures de précontrainte utilisées pour assurer la solidarisation définitive des voussoirs, et passant à l'extérieur de la matière constitutive desdits vous soirs.