Brevet FR2614328A1 — publié le 19881028

L'objet de l'invention est un pont en site aquatique servant à assurer une liaison fixe, routière et/ou ferrovière par des golfes, détroits, canaux, estuaires des fleuves ou grands lacs. L'invention vise à obtenir une structure du pont à très grands entraxes des piles et aux tracés quelconques, même courbes, bien adaptée aux conditions de la navigation, permettant de contourner les profondeurs trop gênantes et résistant bien contre les chocs séismiques, si c'est nécessaire. Elle vise aussi à minimiser les travaux off-shore surtout en cas des ponts en climats sévères. Pour parvenir à ces résultats la structure du pont est divisée en unités indépendantes isostatiques et auto-équilibrées dont le poids propre cause seulement des réactions du sol verticales. De plus, chaque de ces unités est composée de trois types des éléments structuraux, d'une pile centrale 1, d'un pylône 2 en forme de Y à deux bras ou plus de deux tabliers 3 haubanés ou plus, droits ou courbes. La pile 1 est érigée au sol du fond, directement ou par l'intermédiaire d'une fondation profonde. Le pylône 2 repose sur la pile 1 sur un groupe d'appareils d'appui 4 comprimés par les forces de gravité et si c'est nécessaire par une précontrainte supplémentaire. Si c'est nécessaire les bras du pylône 2 sont soulagés par un mât central 5 et des haubans 6. Chaque tablier 3 est suspendu dans un seul point à un groupe d'appareils de suspension 7, posé à l'extremité d'un bras du pylône 2. I1 est en outre stabilisé par un groupe de rotules 8 contre la base du pylône 2 ou contre une console 9 encastrée dans cette base, si les tabliers 3 sont disposés réciproquement biais et le pont est courbe en plan. Les groupes des appareils de suspension 7 sont liés entre eux par des groupes de tirants 10, fixés ou non fixés au sommet du mât 5. En cas des risques séismiques les appareils d'appui 4 qui portent les pylônes 2 et les rotules 8 qui stabilisent les tabliers 3 sont construits comme semi-mobiles. On comprend par cela qu'ils doivent être fixés pendant l'exploitation et devenir mobiles si les forces provoquées par le séisme dépassent considérablement les forces causées par l'exploitation. Ainsi ils permettront aux pylônes 2 d'osciller horizontalement par rapport aux piles 1 et aux tabliers 3 de balancer autour des appareils de suspension 7, en vue d'absorber les chocs. Tous les éléments structuraux du pont peuvent être produits onshore, comme éléments entiers ou en parties plus petites. Les éléments entiers ou leurs parties sont ensuite transportés off-shore par flottage ou sur barges amenées au-dessous des éléments, toutes les opérations de chargement ou déchargement se déroulant par ballastage ou déballastage. Le montage des éléments entiers ou de leurs parties sur le site se fait à partir de la position du transport aquatique. D'abord est posée la pile 1. Ensuite, est érigé le pylône 2. Enfin, sont suspendus simultanément les deux tabliers 3. Le procédé est connue s'il s'agit des piles 1 produits en totalité ou en parties longitudinales et transportés dans la position horizontale et ensuite érigés sur le site par une rotation. I1 est aussi connus s'il s'agit des pylônes 2 et tabliers 3 divisés en parties plus ou moins verticalement. Si la pile est divisée en parties horizontalement, ce qui est nouveau, la partie inférieure, de la fondation, est transportée préférablement par flottage. Elle est submergée partiellement sur le site et on amène au-dessus d'elle, sur une barge, la deuxième partie, de cette façon que leur jonction peut se faire au-dessus de la nappe d'eau. Ensuite on submerge un peu plus les parties déjà assemblées, amène et joint la troisième partie et répète ces opérations jusqu'à ce que toute la pile 1 est assemblée et fondée sur le sol au fond. Si le pylône 2 et les tabliers 3 sont produits comme éléments entiers, ce qui est aussi nouveau, ils sont construits, controlés et rectifiés sur des supports situés dans un canal portuaire ou d'un chantier naval, au même niveau et dans les conditions statiques d'appui proche de ceux qui existent sur le site. Ensuite, ils sont transportés au même niveau et en mêmes conditions sur des barges amenées au-dessous. En tous cas, les appareils de suspension 7 sont rendus libres et glissant, plus ou moins perpendiculairement aux axes des bras du pylône 2, pendant l'opération de suspension des tabliers 3. C'est nécessaire pour mettre les tirants 10 en tension et les bras du pylône 2 en compression aussi axialement que possible. Une indispensable transmission progressive du poids des tabliers 3, hors des barges sur le pylône 2, est effectuée par une réduction de la longueur des tirants 10 par des verins au cours de l'opération de la suspension. Mais elle peut être aussi réalisée par un préchargement des tirants 10 par ballastage des bacs suspendus temporairement aux appareils de suspension 7 et par retournement du ballast aux barges après la jonction de tabliers 3 aux appareils de suspension 7. Ce nouvel arrangement apporte plusieurs avantages en comparaison avec les solutions connus des ponts continus solides à grandes portées, alors suspendus ou haubanés. La division du pont en unités indépendantes à portées égales aux entraxes des piles 1, élimine le danger d'une destruction progressive du pont et limite des dégats possibles à une seule unité, comme dans le cas des ponts en encorbellement, mais pour des portées même dix fois plus grandes. L'indépendance de ces unités et le fait qu'elles sont équilibrées sans réactions horizontales du sol, protège le pont contre l'écrasement ou la rupture des tabliers 3 causés par les chocs séismiques différentiels, réellement possibles en cas des grands entraxes des piles 1. Dans cette situa- - tion, l'équipement du pont en appareils d'appui 4 et rotules 8 semimobiles le protège vraiment efficacement contre les chocs séismiques eux-mêmes. La suspension de chaque tablier 3 dans un seul point et stabilisation de celui dans un autre seul point rend possible une régulation de la position des tabliers 3 même pendant l'exploitation du pont. Les pylônes 2 en forme de V, permettent de diminuer environ deux fois les portées de tous les éléments structuraux horizontaux du pont 2, 3 par rapport aux entraxes des piles 1. On obtient ainsi une remarquable augmentation de la rigidité de ces éléments 2, 3 et aussi une amélioration de la stabilité du pont. Les éléments conçus plus courts 2, 3 minimisent en plus les problèmes causés par la dilatation thermique, le retrait et le fluage de la structure du pont. En effet les entraxes des piles 1 peuvent être considérablement augmentés, même si on utilise des matériaux de construction classiques. Si on fait l'usage de tabliers 3, courbes et/ou réciproquement biais, on arrive effectivement à améliorer les conditions de navigation et à contourner les profondeurs trop gênantes. La limitation de la longueur du pylône 2 et des tabliers 3 environ à la moitié de l'entraxe des piles 1 et la division des piles 1 en parties horizontales ainsi que la simplicité de l'assemblage de ces éléments 1, 2, 3 permettent d'effectuer presque la totalité de travaux de la construction, du contrôle et de la rectification de la structure dans les meilleures conditions on-shore et de limiter les travaux off-shore au minimum de travaux de montage et de jonction. Ceci est surtout intéressant pour la construction des ponts en climats sévères. Les moyens de l'invention sont explicités par le dessin dans lequel la fig. 1 représente le schéma d'un pont dans la situation de l'exploitation, la fig. 2 représente le schéma de même pont dans la situation de séisme et la fig. 3 représente l'exemple d'application de l'invention à une étude d'un pont à travers un détroit. Revendications 1. Pont en site aquatique caractérisé en ce qu'il est divisé en unités indépendantes dont chacune est composé d'une pile (1), d'un pylône (2) et de deux tabliers (3), droits ou courbes en plan, que le pylône (2), en forme de V, est composé de deux bras ou plus, si c'est nécessaire soulagés par un mât (5) et des haubans (6), et repose sur la pile (1) sur un groupe d'appareils d'appui (4) comprimés et si c'est nécessaire précontraints, que chaque tablier (3) est suspendu à un groupe d'appareils de suspension (7) posé à l'extrêmité d'un des bras du pylône (2) et stabilisé par un groupe des rotules (8) contre la base du pylône (2) ou contre une console (9) encastrée dans cette base si les tabliers (3) sont disposés réciproquement biais pour former un pont courbe en plan et que les groupes de tirants (10), fixés ou non au sommet du mât (5). 2. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que les appa- reils de suspension (7) sont rendus libres et glissants plus ou moins perpendiculairement aux axes des bras des pylônes (2) pendant l'opéra- tion simultanée de suspension des tabliers (3) pour mettre les tirants (10) en tension et les bras du pylône (2) en compression aussi axialement que possible et qu'une transmission progressive du poids des tabliers (3), hors des barges sur le pylône (2), est effectuée par des vérins ou par un préchargement des tirants (10) par ballastage des bacs suspendus temporairement aux appareils de suspension (7) et ensuite par retournement du ballast aux barges après la jonction de tabliers (3) aux appareils de suspension (7). 3. Variante du pont selon la revendication 1 caractérisé en ce que en cas de risques séismiques les appareils d'appui (4) et les rotules (8) sont construits comme semi-mobiles, permettant aux pylônes (2) d'osciller horizontalement par rapport aux piles- (1) et aux tabliers (3) de balancer autour des appareils de suspension (7) pour absorber les forces dues aux chocs, dépassant considérablement les forces causées par l'exploitation. 4. Variante du pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que si la pile (1) est divisée horizontalement, on submerge partiellement la partie inférieure, de fondation, amène au-dessus sur une barge la deuxième partie et éxécute la jonction entre eux au-dessus de la nappe d'eau, ensuite on submerge un peu plus les parties déjà assemblées, amène et joint la troisième partie et répète ces opérations jusqu'à ce que toute la pile (1) est assemblée et fondée sur le sol au fond du site. 5. Variante du pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que si les pylônes (2) et les tabliers (3) sont produits comme éléments entiers, ils sont construits, contrôlés et rectifiés sur des supports dans un canal et ensuite transportés par barges amenées au-dessous, la construction et le transport se faisant au même niveau et dans les conditions statiques d'appui proches de ceux qui existent sur le site.