Brevet FR2328075A1 — publié le 19770513

La présente invention est relative à un ouvrage d'art et notamment à une passerelle pour piétons, peu onéreuse pour le franchissement par exemple des autoroutes. Elle concerne également le procédé de fabrication de cette passerelle et sa mise en place. Les passerelles connues présentent plusieurs ineonvénients. Réalisées le plus souvent en béton, ellessont construites sur place, dloù une interruption de la circulation pendant toute la durée des travaux. En vue d'améliorer leur esthétique et de les rendre plus légères, la portée entre les deux piles, nécessairement situées de part et d'autre de la chaussée, est réduite au minimum. Ces piles sont élaborées à proximité de la route, constituant ainsi un élément dangereux, notamment sur les voies rapides et sur les autoroutes. De telles passerelles ne peuvent pas entre disposées sur tous les itinéraires routiers par exemple sur ceux protégés pour les convois exceptionnels.Enfin, leur démontage ou leur démolition éventuels doivent titre prévus dans leur prix de revient qui est encore grévé par les inconvénients d'un chantier en plein air (interruption de la circulation, difficulté de respecter un délai...). Les passerelles ou ponts métalliques connus sont essentiellement fonctionnels. Leur esthétique est généralement sacrifiée. La section de la structure est constante et correspond å la section maximale nécessaire pour les efforts et les moments les plus importants. La présente invention a pour but d'éviter es inconvé- nients et de réaliser un ouvrage d'art, notamment une passerelle, suivant un procédé qui permet de concilier les exigences mécano ques et d'intégrer harmonieusement la passerelle dans un cadre donné. Un ouvrage d'art, selon l~'invention notamment une pas- serelle pour piétons, destiné par exemple à franchir une route, est caractérisé en ce qu'il est constitué par tro-is ensembles préfabriqués, à savoir - un premier et un second ensembles latéraux, autostables, portés chacun par un encastrement ou deux appuis simples, et montés de part et d'autre de la voie à franchir - un ensemble central transversal posé, par ses extrémités, sur les bords intérieurs des éléments latéraux. Suivant une autre caractéristique, l'assemblage entre les ensembles latéraux d'une part et l'ensemble central d'autre part est constitué par un appui simple ou une articulation, si bien qutaucun moment de flexion n'est transmis dans la zone de ces assemblages. Un procédé pour la mise en place de la passerelle consiste à installer les deux ensembles latéraux préfabriqués; ce travail s'effectuant en dehors du trafic s'écoulant par la voie à franchir, puis à poser, à l'aide d'un engin de levage, I'ensem- ble central sur les bords intérieurs des ensembles latéraux autoporteurs. On voit que la circulation peut notre interrompue que pendant un temps très court correspondant à la mise en place des éléments centraux qui forment la volte de la passerelle. Suivant une autre caractéristique, la structure de la passerelle en trois ensembles, dont un élément central facilement amovible, permet de monter un tel ouvrage sur toutes les routes, et notamment sur les itinéraires prévus pour les convois spéciaux. Pour le passage d'un transport exceptionnel, il suffira de soulever l'ensemble central, les deux ensembles latéraux stables restant en place, Suivant un mode de réalisation préféré, la passerelle suivant l'invention est métallique. Elle est constituée par des caissons formant un tablier auto-porteur, si bien que les barrières de sécurité ne participent pas à la rigidité. Elles peuvent autre entièrement consacrées à l'aspect esthétique de la passerelle. Un procédé de fabrication d'une passerelle métallique selon l'invention est caractérisé en ce qu'on réalise en usine, des caissons profilés en taie, peur obtenir chacun des ensembles de la passerelle qui, ainsi préfabriquée, est ensuite amenée sur place sans nécessiter l'ouverture d'un chantier. Suivant une autre caractéristique, on réalise la structure métallique en utilisant des tales planes qui sont découpées, pliées sur des gabarits suivant des procédés connus, puis assemblées, par exemple par soudure, pour former des caissons dont la section correspond en chaque point aux efforts et moments calculés, Suivant um autre caractéristique, le procédé de préfabrication permet de réaliser des caissons métalliques courbes simultanément suivant deux plans, ce qui permet d'obtenir une structure à section variable, solide et d'aspect très léger. Suivant une autre caractéristique, le profil et l'es- thétique dfune passerelle selon l'invention sont étudiés en fonction du décor auquel elle doit être intégrée, le procédé de fabrication permettant aux techniciens de calculer le gabarit au plus près de aspect désiré. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques et de mettre en évidence les principaux avantages de l'invention. Figure 1 illustre la mise en place des ensembles laté raout d'une passerelle suivant l'invention. Figure 2 montre la pose rapide de l'ensemble central ou veste reliant les ensembles latéraux ou accès. Figure 3 montre une passerelle pour piétons, termine et conforme à l'invention. Figure 4 montre une variante d'exécution de l'un des accès latéraux. Figure 5 est une vue de coté montrant un mode d'esécu- tion d'un accès d'une passerelle. Figures 6 et 7 sont des vues de dessus montrant respec vivement deux variantes d'exécution des accès de la passerelle représentée sur la figure 4. Figure 8 est une vue agrandie du système d'assemblage entre ensemble central et un ensemble latéral. Figure 9 est une coupe transversale suivant IX-IX (figure 3) montrant la structure d'une passerelle métallique à caissons. Figure 10 est une coupe suivant les flèches X-X (figure 9) dlUZ1B structure d'appui. Figures 11, 12, 13, 14 et 15 montrent le profil des tales planes découpées pour la réalisation d'un caisson métallique porteur à double courbure et à section variable. Figure 16 est une vue en perspective du caisson obtenu après mise en forme et assemblage des tôles. Figure 17 est une coupe lengitudinale suivant les flèches IVIl-IVIl (figure 16) du caisson porteur ainsi obtenu. Figure 18 et 19 sont des coupes transversales de ce caisson suivant deux sections distinctes. On a représenté sur les dessins une voie de circulation, par exemple uhe route 1 au-dessns de laquelle on veut construire une passerelle pour son franchissement par les piétons. Une passerelle suivant l'invention comporte deux ensembles latéraux 2 et 4 ou accès qui sont mis en place sans que le trafic routier soit interrompu. Ses structures sont prévues de façon à être stables. Par exemple, l'accès de gauche 2 est en appui sur un talus tandis que sa structure est portée par deux bras articulés dans un bloc 3. Sa stabilité est ainsi assurée par les trois appuis 22, 23 et 24 (figure 1). De même, l'ensemble ou accès opposé 4 comporte une rampe 5 qui, comme on le verra plus loin, peut présenter un profil s'intégrant parfaitement au paysage. L'ensemble 4 est stable et porté par l'appui 40 et les articulations 41 et 42 (bien entendu, on peut supprimer les deux articulations 41 et 42 par un encastrement d'un bras dans un bloc 7). Les accès latéraux 2 et 4 étant mis en place, il s'agit maintenant de les relier par une structure centrale 6 qui formera la volte de la passerelle. Pour cela, on interrompt la circulation pendant un temps très court et on dépose la structure centrale 10 à l'aide d'un engin de levage 8. L'asssemblage entre les accès 2 et 4 d'une part et la structure centrale 6 d'autre part est une articulation eu un appui ne transmettant aucun moment fléchissant (figure 2). Dès que l'ensemble central 6 est déposé (figure 3) la route peut Otre rendue à la circulation qui n'a été interrompue que durant un temps très court, de l'ordre d'une demi-heure. Comme on le verra plus loin, la structure de la passerelle est largement variable en fonction, bien sflr, de la solidité nécessaire mais également de l'aspect esthétique souhaité. On verra en effet plus loin qu'on peut medifier dans une large mesure l'allure des accès, de la courbure, du tablier... pour obtenir un aspect léger, esthétique, parfaitement intégré au cadre environnant, sans pour autant nuire à la solidité de l'ouvrage. Les figures 4 et 9 sont des vues montrant une autre forme de passerelle 19 réalisée selon le procédé décrit précédemment. Elle comporte les accès latéraux 12 et 14 et un ensemble central 16 en appui ou articulé en 20 sur les accès. L'accès 12 est porté par trois appuis. Accès 14 comporte par exemple un encastrement 17, 18 et un appui simple 15 d'une double rampe transversale d'accès 25. Une vue de dessus de la passerelle 19 est représentée sur la figure 6. Un piéton arrivant sur la passerelle en 21 franchira la route sans danger et sortira en 26. Bien entendu, de nombreuses variantes de réalisation sont possibles, en particulier pour les accès latéraux qui doivent seulement être auto-stables. Une variante de la passerelle 19 a été représentée par exemple sur la figure 7. On a vu que la liaison entre l'ensemble central 6 et l'ensemble latéral 2 ne doit transmettre aucun moment fléchissant, cette particularité permettant la mise en place de la volte centrale 6 après l'installation des accès latéraux 2 et 4. Cette liaison est par exemple un appui simple 10 (voir figure détaillée 8). La liaison entre les éléments 2 et 6 est assurée par exemple par une broche amovible lova. Un avantage important découle de cette structure en trois ensembles. Les accès 2 et 4 étant stables, on peut à volonté enlever l'ensemble central 6. En partis lier, une passerelle selon l'invention peut être installée sur un itinéraire protégé pour les convois spéciaux. Lors du passage d'un transport exceptionnel, il suffira de soulever la volte centrale 6 pour le passage du convoi. On voit également que la passerelle est facilement démontable, ses éléments pouvant être transportés pour être utilisés en un autre lieu. Un mode préférentiel de construction d'une passerelle selon l'invention est illustré sur la figure 9. Elle est composée de caissons métalliques 11 en tAle. Ces caissons 11, lia,.. constituent la structure porteuse aussi bien de l'ensemble central 6 que des ensembles d'accès 2 et 4. Leur face supérieure définit le tablier auto-porteur 27. La largeur 30 de la passerelle détermine le nombre de caissons 11 juxtaposés transversalement et soudés les uns aux autres. On complète la passerelle en revêtant le tablier métallique par exemple d'un daoutchouc collé 28 ou de tout autre revêtement compatible avec le déplacement de piétons et généralement anti-glissant. Des barrières de sécurité 29 sont fixées de part et autre du tablier. Elles ne jouent aucun rôle dans les qualités mécaniques de la passerelle et elles peuvent être entièrement consacrées à ltesthétique et à la décoration de l'ouvrage. Les caissons 17 et les supports 31 (dont la figure 10 représente un exemple de structure) sont entièrement préfabriqués en usine, si bien qu'il n'est pas nécessaire d'ouvrir un chantier lorsqu'on installe la passerelle. Le procédé de fabrication en usine des caissons profilés permet de réaliser des structures présentant une forme courbe suivant un plan (ce qui est généralement le cas pour l'ensemble central 6) ou suivant deux plans, ce qui améliore l'aspect, notamment des rampes d'accès latérales. En effet, pour garder un profil courbe ininterrompu, les caissons formant la structure 4 doivent présenter un tablier incurvé suivant un rayon variable 31 disposé dans un p Ian vertical tandis que les cotés latéraux sont incurvés suivant un rayon variable 32 disposé dans un plan sensiblement horizontal (figure 3).Le procédé de fafrication d'un caisson à double courbure et a' section variable est illustré sur les figures 11 à 19. I1 comporte les étapes suivantes - étude des sections nécessaires mais suffisantes pour assurer une bonne tenue de la passerelle - adaptation de ces sections au profil traité pour obtenir une esthétique convenable - découpage de tales planes ou gabarit déterminé par le calcul : pour obtenir par exemple le caisson métallique 33 illustré sur la figure 16, on découpe par exemple par oxycoupage des tales 34, 35, 36, 37 et 38 (figures 11 à 15) - pliage sur des gabarits des tôles planes, suivant des procédés connus quelconques (presse, rouleuse).Les tales 34 à 38 sont ainsi incurvés suivant des rayons de courbure perpendiculaires à leur grande surface. Les rayons de courbure peuvent varier le long d'une tAle et être différents d'une tale à l'autre; - assemblage (généralement par soudure) des tôles pliées. On voit sur les figures 16, 17, 18 et 19 qu'on obtient ainsi un caisson à section transversale variable. La différence des rayons de courbure des t8les 34 et 35 donne une section de hauteur variable le long de la génératrice. De même, la différence des courbures des pièces disposées orthogonalement 36 et 37 fournit un caisson de largeur variable. Le renfort 38 est disposé dans la zone où la section est la plus importante. On sait que ces sections ont été calculées pour permettre au caisson de supporter les efforts auxquels il est soumis en chaque point. La zone de petite section (figure 18) correspond aux efforts les plus faibles. La zone de grande section (figure 19) correspond aux efforts les plus importants de la structure qui présente une double courbure (flèches 43 et 44). On peut ainsi réaliser une structure légère, alors que dans les dispositifs connus, la section constante est maximale : elle est calculée pour supporter les efforts les plus importants sur la passerelle. D'autres avantages de l'invention découlent de - la préfabrication : les caissons juxtaposés 11 sont soudés les uns aux autres on usine, si bien que l'installation de la passerelle est simplement une mise en place rapide d'ensembles préfabriqués ; - la structure du tablier s les caissons sont autoporteurs, si bien que la barrière ne participe pas à la rigidité. Elle peut être élaborée en une matière plastique rigide choisie essentiellement pour son aspect esthétique. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'inten- tion en l'appliquant par exemple à des éléments préfabriqués en béton ou en utilisant un mode quelconque de moyens connus pour la mise au gabarit des caissons profilés. De même, l'intention ne se limite pas au cas d'une passerelle routière pour piétons. Ce type d'ouvrage n'a été pris qutà titre d'exemple. REVENDICATIONS 1 - Ouvrage d'art, notamment passerelle pour piétons, destiné par exemple à franchir une route, caractérisé en ce qu'il est constitué par trois ensembles préfabriqués, à savoir - un premier et un second ensembles latéraux, autostables, portés chacun par un encastrement ou deux appuis simples, et montés de part et d'autre de la voie à franchir - un ensemble central transversal posé, par ses extrémités, sur les bords intérieurs des éléments latéraux, aucun moment de flexion n'étant transmis dans les zones de liaison entre ces ensembles. 2 - Ouvrage d'art suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sa structure est constituée par des caissons profilés, à section variable, formant un tablier auto-porteur, les assemblages entre les ensembles latéraux d'une part et l'ensemble central d'autre part étant constitués par des appuis simples ou des articulations. 3 - Outrage d'art suivant l-'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en de qutil consiste en une passerelle pour piétons dans laquelle les accès sont constitués par les ensembles latéraux, et la voûte par l'ensemble central, tandis que le tablier auto-porteur permet de ne pas faire participer les barrières de sécurité à la rigidité de l'ouvrage, ces barrières étant consacrées à l'aspect esthétique. 4 - Procédé pour la mise en place d'un ouvrage d'art (passerelle) suivant l'une quelconque des revendications-l à 3, çaractérisé en ce qu'on installe d'abord les deux ensembles latéraux préfabriqués, ce travail s'effectuant en dehors du trafic s'écoulant par la voie à franchir, puis on pose è l'aide d'un engin de levage, l'ensemble central sur les bords intérieurs des ensembles latéraux auto-porteurs, si bien que la circulation peut notre interrompue que pendant un temps très court correspondant à la mise en place de l'ensemble central qui forme la voûte de l'ouvrage. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on réalise des assemblages facilement amovibles entre l'en- semble central et les ensembles latéraux, ce qui permet de monter un tel ouvrage sur toutes les routes et notamment sur les itinéraires prévus pour les convois spéciaux, le passage d'un transport exceptionnel ne demandant que le relevage de l'ensem- ble central, les deux ensembles latéraux stables restant en place. 6 - Procédé de fabrication d'un ouvrage d'art et notamment d'une passerelle pour piétons suivant la revendication , caractérisé en ce qu'on réalise en usine une structure métallique composée de caissons profilés en t81e pour obtenir chacun des ensembles de la passerelle qui, ainsi préfabriquée, est ensuite amenée sur place sans nécessiter l'ouverture d'un chantier. 7 - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on réalise la structure métallique en utilisant des tales planes qui sont découpées, pliées sur des gabarits suivant des procédés connus, puis assemblées, par exemple par soudure, pour former des caissons dont la section correspond en chaque point aux efforts et moments calculés. 8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les t8les sont incurvées suivant des rayons de courbure variables le long de la génératrice, punis assemblées suivant deux plans différents, si bien qu'on obtient des caissons métalliques à profil courbe suivant par exemple deux plans, ce qui permet d'obtenir une structure à section variable, rigide, solide et d'aspect très léger. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le profil et l'esthétique d 'une passerelle sont étudiés en fonction du décor auquel elle doit être intégrée, le procédé de fabrication permettent aux techniciens de calculer le gabarit au plus près de l'aspect désiré.