Brevet FR2522046A1 — publié le 19830826

La présente invention concerne un dispositif de liai- son, en file, d'au moins deux éléments isostatiques. On-sait que, pour réaliser des ouvrages à grande por- tée avec appuis intermédiaires, il est souvent préférable de mettre en oeuvre plusieurs éléments isostatiques ou pou- tres reposant en file, chacune sur deux appuis,plutôt qu'une poutre continue nécessitant un alignement rigoureux de tous les appuis et un renforcement au droit de chacun des ap- puis intermédiaires En outre, le site et le profil en long de l'ouvrage excluent souvent la mise en oeuvre de poutres continues En revanche, chacune des travées indépendantes de l'ouvrage, notamment d'un pont, se comporte alors indi- viduellement, en ce qui concerne particulièrement les dila- tations, les déformations (pour causes internes ou externes) de sorte que des dispositifs de raccordement particuliers sont nécessaires au droit des appuis intermédiaires. Afin de résuire ces inconvénients, on a déjà proposé, pour deux travées reposant individuellement sur un même appui double,de relier entre eux leurs abouts au moyen de tirants tendus et d'un joint glissant constitué par une surface de pontage des deux abouts raccordés. Cette réalisation se révèle à l'usage peu satisfaisante; d'une part,la liaison par tirant de deux abouts d'éléments voi- sins disposés en file se prête mal,notamment en cas de dépla- cements verticaux relatifs, à la continuité de la liaison; en outre, les variations de distance entre ces abouts sont si grandes que les dispositifs de joint glissant doivent être complexes pour les compenser. La présente invention a pour objet un dispositif de liaison, en file, entre éléments isostatiques>qui réduit ces divers inconvénients. Selon l'invention, les abouts de deux éléments, dispo- sés en file, sont reliés, à leur partie supérieure, à la fois par un organe tendu et par au moins un organe comprimé entre ces abouts, lequel est précontraint au moins par la tension du dit organe tendu. On notera que la partie supérieure des abouts d'éléments rapprochés> appelés dans la suite poutres pour simplifier) est'celle qui subit, sous les charges, les plus grandes variations de position, autrement dit la partie de poutre qui, dans le cas d'une poutre continue, subirait les solli- citations les plus fortes. En premier lieu, grâce à l'inventionlles dites varia- tions sont reportées à la partie inférieure des dites pou- tres, lesquelles sont aménagées pour les subir sans incon- vénients En outre>de préférence 3 dans le dispositif de liaison, l'organe comprimé l'estpartiellement, avant l'ac- tion de l'organe tendu, de façon que l'écartement de deux éléments reliés ne fasse pas disparaître les contraintes entre ceux-ci. Le dispositif de liaison selon l'invention peut être disposé dans le plan des âmes des abouts de poutres qu'il relie Pour en simplifier la réalisation, le dispositif de liaison peut être disposé latéralement à l'âme et au besoin être double et symétrique par rapport au plan des âmes rac- cordées Un tel dispositif peut être appuyé sur des oreil- les solidaires de l'âme des poutres; de préférence, les dispositifs doubles de liaison sont appuyés contre la pou- tre transversale ou entretoise solidarisant les abouts de l'ensemble des poutres individuelles constituant une travée d'ouvrage. De telles entretoises sont pratiquement indispensables pour la cohésion des poutres longitudinales d'une même travée. De préférence, chaque dispositif composite de liaison est composé d'un tirant tendu axial, entouré par un élé- ment comprimé) de préférence cylindrique. Afin d'éviter qu'un déséquilibre transversal momentané, affectant une travée de l'ouvrage, n'affecte sensiblement, par effet de torsion, les travées encadrantesdans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, l'élément composite de liaison prend appui> contre les deux abouts de travée qu'il reliepar l'intermédiaire de joints mécaniques permettant une rotation relative des éléments reliés. Du fait que le déplacement angulaire relatif est très faible, le joint peut être constitué par un bloc feuilleté de tÈles annulaires et de couches d'élastomères vulcani- sées entre ces t 8 les. Le dessin annexé joint à la description afférente fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La fig 1 montre en élévation un pont formé de trois travées indépendantes, réalisé selon l'invention. La fig 2 est une coupe sensiblement par Il-II de la fig 1 d'un pont, suivant une variante de réalisation. La fig 3 est, en coupe axiale, un dispositif de liai- son entre deux poutres. La fig 4 est une vue agrandie d'une extrémité de la fig 3. Sur la fig 1, entre les culées A et B, sont édifiées deux piles l et C 2, l'ensemble supportant trois travées de pont Dl, D 2 et D 3 Ces travées sont indépendantes et reposent à chacune de leurs extrémités sur un appui E, amé- nagé pour en permettre les variations de longueur (de pré- férence des appuis en élastomère fretté). Chaque travée>travaillant indépendamment des deux autrespeut être calculée séparément Cependant, dans ces conditions d'indépendance, le joint F qui sépare deux tra- vées consécutives peut varier en largeur (sous l'effet des charges et des dilatations) ainsi qu'en dénivelée entre set bords en regard. On a déjà proposé, pour mieux associer entre elles dei travées indépendantes successives, de les lier par des ti- rants tendus tels que schématisés en G au droit de la pile Cl, sur la fig 1 et, en outre, de ponter le joint par des éléments glissants sur les abouts de poutres, ce qui en- trainait des variations importantes de largeur du joint et de niveau entre ses bords. Sous forme simplifiée selon l'invention, les tirants G (pile C 2) maintiennent en état de compression permanente les buton S H interposés entre les abouts de poutres. Ainsi, ce buto maintient pratiquement constante la largeur du joint F qui, de la sorte, est facile a ponter avec un joint souple. Cependant, ce dispositif, disposé à la partie supé- rieure des abouts de poutre, rend possible une certaine variation de l'angle formé par les faces en regard des abouts de poutres, ce qui est aisément compensé-par une légère flexion longitudinale du dispositif pontant le joint, et par le déplacement des parties inférieures des poutres sur leurs appuis. Les figures suivantes montrent une réalisation prati- que de l'invention. Les poutres 11, 12, 13 d'une même travée sont reliées, transversalement, près de leurs extrémités, par une poutre transversale ou entretoise 2 qui sert d'appui aux disposi- tifs de liaison 4 détaillés sur les figures 3 et 4. Les poutres transversales 21 et 22 (fig 3), reliant respectivement les poutres 1 a et 1 b de deux travées adja- centes, sont reliées par les tirants 5 formés chacun d'une barre d'acier filetée à ses extrémités Les écrous 6, du type à rotule, sont appuyés sur les évasements coniques 7 a de blocs d'appui 7 Ces tirants traversent les tubes 8 qui sont engagés dans les forages 9 ménagés dans les pou- tres 21 et 22 qui permettent le passage des dits tirants. Des joints toriques 10 logés dans les forages 9 assurent une certaine liberté aux tubes 8 et l'étanchéité du canal de passage du tirant. Entre les poutres 21 et 223 le tirant 5 maintient en état de compression permanente le béton 1 l contenu dans un cylindre tubulaire formé par les tubes concentriques 12 et 13 fermés à leurs extrémités par les plaques annulai- res 14. Contre les faces externes des plaques 14,sont appli- qués les empilements de t 8 les 16 et de couches d'élastomère 17 vulcanisées contre ces t 8 les. L'ensemble du cylindre creux et des empilements est enserré entre deux plaques épaisses 15 que traversent, dans des trous taraudés, les goujons filetés 25 dont l'extrémité est appuyée contre les faces en regard des entretoises 2 par l'intermédiaire des plaques 26. Ainsi,le serrage des goujons 25 place en état de compres- sion le béton Il enfermé dans les cylindres Il et les empilements 16 > 17 Pour conserver cet état de compression, un bourrage de béton maté 27 est introduit entre les pla- ques 15 et 26. Cette compression préalable réduit l'effort nécessai- re à la mise en compression définitive par le tirant 5, réduit aussi les efforts appliqués aux travées 1 a et 1 b dans le sens du rapprochement par ces tirants 5,enfin conserve la continuité de la transmission des efforts d'une travée à l'autre en cas de tendance à l'écartement de celles-ci Comme représenté, les blocs d'appui 7 peuvent être mixtes et constitués d'une plaque métallique ( 7 b) et d'un corps en béton Ces blocs 7 sont appuyés contre les poutres 21 et 22 par l'intermédiaire de joints 28, amélio- rant la conjugaison des faces d'appui et empêchant la péné- tration de l'eau dans les éléments tubulaires En outre, à cette même fin, l'extrémité du tirant peut être coiffée d'un chapeau 18 fixé contre la partie métallique du bloc 7. Enfin,un joint souple linéaire 20 peut être forcé en- tre les abouts de poutre en regard; il peut servir de sup- port à une substance plastique 21 de remplissage du joint. Le joint est couvert par la couche d'étanchéité 23 qui couvre la surface de roulement des poutres et le tout est revêtu par la couche d'usure 24. Les variations d'état de contrainte des poutres au passage des charges entraînent à la fois des variations de l'état de tension des tirants et de compression des cylin- dres tubulaires, variations qui tendent à se compenser de sorte que la distance entre les parties supérieures d'abouts de poutres en regard varie très peu. Cette variation est d'autant plus faible que l'ensem- ble précontraint constitué par le tirant et le cylindre tubulaire comprimé à une longueur telle qu'elle peut compenser, sans varier sensiblement de longueur, les sol- licitations qui tendent à faire varier la distance entre les abouts des deux poutres En outre, une légère varia- tion de l'alignement du plan des âmes peut être compensée par les empilements annulaires de t 8 les et de couches d'élastomère et par le jeu que ménagent les tubes coaxiaux 8 et 13 et la liberté du tirant 5 dans le tube 8. L'invariabilité pratique de la distance entre les parties supérieures des abouts de poutres entraîne un dé- placement possible de leurs parties inférieures, lequel est permis par les dispositifs de support des poutres sur leurs appuis Ainsi, l'angle que forment les faces en re- gard des poutres transversales est susceptible de varier au passage de charges roulantes sur l'ouvrage. On réalise ainsi entre travées successives isostati- ques d'un ouvrage d'art une liaison par butons articulés et précomprimés qui simplifie considérablement la réalisa- tion des joints de roulement entre ces travées. L'invention s'applique à tous les ouvrages, et notam- ment aux ponts formés de travées indépendantes. REVENDICATIONS 1 Dispositif de liaisonen file>entre abouts dtélé- ments isostatiques en-regard comprenant, entre les parties supérieures de ceux-ci, au moins un tirant tendu, carac- térisé par le fait que, entre les dites parties supérieu- res, est disposé en outre un organe mis en état de pré- compression permanente au moins par le dit tirant. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments sont des poutres formées de deux membrures reliées par une âme et qu'il est disposé latéralement par rapport au plan des âmes de ces poutres et appuyé sur des appendices transversaux solidaires des- dites poutres. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dits appendices sont constitués par une entretoise transversale solidarisant les abouts des poutres d'une même travée d'ouvrage. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le tirant traverse coaxialement l'organe comprimé. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe comprimé est un cylindre tubulaire rempli de béton et traversé librement par le tirant. 6 Dispositif selon les revendications 2, 3 et 5, caractérisé par le fait que le cylindre tubulaire est ap- puyé contre des appendices latéraux des poutres par l'inter médiaire d'empilements formés de tôles et de couches d'élaz tomère alternées. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'ensemble du cylindre tubulaire et des empilements est comprimé entre deux plaques prenant appui contre les dits appendices par l'intermédiaire de goujons de serrage qui les traversent dans des taraudages. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'espace compris entre chaque plaque et la face en regard de l'appendice est bourré par du béton.