Brevet FR2534948A1 — publié le 19840427

Procédé pour remplacer une nappe de câbles porteurs dsun pont suspendu en laissant l'ouvrage en service pendant toute la durée de leopération. Le principe de changement avec facilité des éléments constitutifs de lasuspension des ponts suspendus fut abandonnés pour des raisons diverses, il y a une quarantaine dsannées. Les fermes de suspension modernes sont, en genéral, constituées d'une nappe unique de fils ou câbles groupes 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 necessaire 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 faut envisager le remplacement total ou partiel des câbles existants, qui ont perdu une grande partie de leur résistance initiale, par mesure de sécurité, ltouvrage est coupé à la circulation et une suspension provisoire, trés onéreuse, doit être mise en place. Le procédé nouveau que nous préconisons présente les avantages essentiels et certains de rapidité d'exécution et d'autoriser la circulation sur ltouvrage 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 procédé 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 transfé- rer 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 suspendu sion existante, soit à sa verticale, soit dans le plan des tiges de suspension existantes, soit latéralement. Les 2 nappes de suspension sont concourantes à leurs points ancrage, puis elles se séparent et s'éloignent de distances prévues et nécessaires pour exécuter 1'opération. Les points d'ancrage sont réutllisés sans aucune modification en plaçant de nouveaux attelages, soit des étriers fixés aux dispositifs existants, 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'accomplissent 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 concourant et entrent en contact. Les nouveaux éléments sont disposés sur le sommier auxiliaire, pour éviter et contourner les éléments anciens, tout en permettant à partir des points d'ancrage communs, la déviation angulaire 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 nouveaux attelages de câbles peuvent aussi aller en partie et directement 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 procédé, sans exclusions. Aprés le sommier auxiliaire, les nouveaux fil-s 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 R câbles groupés, câbles séparés,etc... La nouvelle nappe de retenue, à partir des ancrages, monte en ligne droite en tete des piliers, pour s'atteler à un chariot ou s'infléchir sur une selle. Ce nouveau support,- placé en géné ral au dessus de lVancien7 doit permettre leurs déplacements linéaires relatifs et opposés. En effet, au cours de opération de transfert des charges de lSancienne à à la nouvelle nappe, les allongements élastiques et de sens opposés vont se manifester. Les anciens câbles 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. Ce procédé permet entre autre de régler un problème délicat sur les ponts suspendus. Les selles existantes ou chariots de dilatation sont trés souvent bloqués par oxydation ou déformation des galets existants. Pour changer ces galets avec la suspension existante en charge, il faut des moyens trés onéreux pour soulever ces selles ou chariots. Avec ce procédé, il peut être mis directement à la verticale des selles ou chariots existants de nouveaux galets sur lesquels reposeront les nouveaux supports de la nouvelle nappe de câble. L'opération est simple, rapide et peu couveuse et s'effectue en même temps que le remplacement des nappes de câbles. 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 fleches, au cours du transfert de charge de ltaneienne àà 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 floche en même temps que la charge prise en compte va augmenter. Le transfert de charge de tablier et de surcharges roulantes se fait par procédés de rapprochement appropriés, d'une résistance calculée, placés généralement à proximité immédiate des tiges de suspension existantes. Ces procédés permettent en chaque point de leur fixation, des rapprochements successifs et controlés, en longueurs et charges transférées et préalablement définies. I1 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 procédé peut s'appliquer à la totalité des câbles porteurs et de retenue, 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 consequence. Le procédé 9'applique également an simple renforcement d'une suspension existante, les nouveaux câbles de renforcement 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 procédé de changement de partie ou totalité de suspension existante se caractérise par rapport aux moyens déjà connus de changement câble par câble avec utilisation en général d'une suspension provisoire et qui devient inutile en fin de travaux, par le fait que les nouveaux câbles 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 laOsuspension existants, et sans y apporter aucun effort supplémentaire. Le transfert de charge s'opère sans rien toucher à la vieille suspension ce qui n'est pas le cas dans le changement câble par câble. En effet, le fait de changer un vieux cable 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 procédé 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 câbles se produisait, le tablier resterait accroché à la nouvelle suspension. Coest d'ailleurs ug une des parti- cularités qui autorise le changement de nappe sans arrêter la circulation. La figure (9) 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 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 de la 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. Aprés 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'opé- rations séparées, successives, trés longues, qui présentent le danger grave au moment où lton 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 s-ensible des répartitions de charges et contraintes dans les fils existants, et risque de rupture d'un autre câble ou de tous les autres câbles, dont il est impossible d'ailleurs d'évaluer pour chacun dteuxg par avance et avec précision, l'état exact de eonservation 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 contraintes 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'élus 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 couteuses, 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 câbles. 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 exemple, alors que les ancrages existants sont en (j) (k) et (1). La figure (3), schématique, représente l'explication du système général faisant l'objet de la présente invention avec l'exemple du même pont suspendu et son tablier (e), sa suspension existante (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 l'opération, par des dispositifs provisoires de liaison et de rapprochement (m). Les extrémités de la nouvelle suspension sont fixées aux memes points d'ancrage (j) puis (k) et (l) que la suspension existante et par l'utilisation de sommiers intermédiaires d'accrochage en (n) et (o), placés de telle façon, suivant une particularité de l'invention, que les- nombreux tirants et étriers d'attelage nouveaux, entre (j) et (n), entre (k) et (2), 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 va riation angulaire entre les 2 nappes et de manière qu'aucune des nombreuses pièces nouvelles d'ancrage de la nouvelle nappe ne soient concourantes pu viennent en contact avec les pièces correspondantes de la nappe ancienne. En tête des piliers, les nappes existantes s'infléchissent ou s'accrochent en (r) et (s) et la nappe nouvelle en (t) et (u), ces appuis permettant suivant une autre particularité de l'in- vention, des mouvements de translation de sens opposé entre (r) et (t) et entre (s) et (u), suivant flèches sur le croquis, pen dant le transfert de charges de lancienne à la nouvelle suspen sion. 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 leouvrage du fait de liallongement des nouveaux câbles de retenue. Les procédés de liaison et de rapprochement (g) permettent des rapprochements calculés et controlés de 2 nappes, par action sur des écrous ou lQaction de vérins hydrauliques, on tout autre système de rapprochement sans limitation.-- REVENDICATIONS i - Procédé pour remplacer une nappe de câbles porteurs d'un pont suspendu en laissant ltouvrage en service pendant toute la durée de l'opération. Ce procédé est caractérisé par - 10/ La réutilisation des ancrages existants dans leur état. - 20/ La réutilisation des supports de câbles, en tête de pi liers, dans leur état. - 30/ Le lancement de la nouvelle suspension définitive, au dessus de la suspension existante, sans modifier en rien et sans apporter à aucun moment, une charge supplémen taire quelconque à la vieille suspension. - 4 / Le transfert progressif et controlé des charges de tablier et de circulatiôn, de l'ancienne suspension à la nouvel le. - 50/ Les nouveaux câbles constituent pendant les travaux la suspension auxiliaire de sécurité qui devient définitive en fin de travaux. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nouveaux attelages sont fixés à un sommier auxiliaire, pla cé au voisinage de l'ancrage de telle façon que staccom- plissent la faible déviation angulaire des axes moyens des deux nappes et les déviations angulaires individuelles des nouvelles barres d'ancrage sans qu'aucun élément constitu tif de la vieille et de la nouvelle nappe ne soit concou rant et entre en contact. 3 - Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que la nouvelle nappe, à partir des ancrages, monte en ligne droi te pour s'atteler en tête des piliers à un chariot ou stinfléchir sur une selle. Ce nouveau support, placé à la verticale de l'ancien doit permettre leurs déplacements linéaires relatifs et opposés au moment du transfert de charges. Ce procédé permet de résoudre le délicat problème du changement des galets de selle ou chariots existants. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la nouvelle nappe parabolique reste au-dessus de l'ancienne et de telle façon que leur distance au point bas de la parabo le permette le rapprochement des 2 nappes par variation de flèches au cours du transfert de charges. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le transfert de charges du tablier et des surcharges roulan tes se fait par dispositifs de rapprochement tel que bar res filetées avec écrous manoeuvrés à la clef, vérins hy drauliques et écrous de sécurité, moteurs électriques ou tout autre système de rapprochement sans limitation, placés à proximité des tiges de suspension existantes. Ces dispo sitifs permettent en chaque point de leur fixation, des rapprochements successifs et contrôlés, en longueurs et charges transférées et préalablement définies. 6 - Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le transfert de charges ne eommence que lorsque la nouvelle suspension est entièrement en place et les efforts ne font que diminuer dans les câbles anciens défectueux.