Brevet FR2662718A1 — publié le 19911206

La présente invention est relative à un viaduc ferroviaire ou autre dont la partie principale est à deux voies, et qui comporte une partie à trois voies. Les récents progrès en matière de construction de pont, en particulier par la préfabrication, ont permis de multiplier le nombre de voies placées en viaduc, par exemple pour des métros. En général, il s'agit de viaducs ferroviaires à deux voies, et ces viaducs sont construits de la façon suivante : après avoir implanté des piliers sur le sol, dans des positions convenables, on dépose sur ceux-ci successivement des éléments préfabriqués, habituellement en béton, confectionnés au sol dans les meilleures conditions d'économie et de rapidité, et posés ensuite au sommet des piliers. Le viaduc, dans son ensemble étant à deux voies, les dimensions des éléments en béton sont prévues en conséquence.Si le viaduc est d'une grande longueur, la probabilité qu'il soit nécessaire , à un endroit quelconque du trajet, de prévoir une courte partie comportant une troisième voie pour un évitement ou pour une autre raison, est loin d'être négligeable. S'il n'est pas possible de placer cette section à trois voies en dehors du viaduc, on est obligé, selon la technique actuelle, de construire cette partie suivant les techniques de maçonnerie habituelles, qui sont beaucoup plus coûteuses. En effet, les éléments de viaduc prévus pour deux voies ne permettent pas d'implanter une troisième voie. La présente invention a pour but de diminuer le prix de revient d'un viaduc contenant une partie à trois voies, en utilisant, pour cette partie à trois voies, le maximum d'éléments susceptibles d'être fournis à faible prix par les chantiers de fabrication des éléments du viaduc à deux voies. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un viaduc ferroviaire ou autre, dont la partie principale est à deux voies et qui comporte une partie à trois voies, le viaduc, pour la partie principale, étant constitué d'éléments successifs de section sensiblement identiques, portés par des piliers, comprenant chacun une dalle supérieure, horizontale continue, formant chaussée à deux voies, une dalle inférieure horizontale, et des moyens reliant les deux dalles, ce viaduc présentant pour particularité que, dans la partie à trois voies, il est prévu -un élément central à peu près identique à ceux de la partie à deux voies, des deux côtés duquel sont disposés des éléments d'élargissement situés sensiblement dans le plan de la dalle supérieure et venant en appui sur le bord longitudinal de celle-ci, - au moins un câble de précontrainte transversal qui traverse un élément d'élargissement, la dalle supérieure et l'élément d'élargissement situé du côté opposé, et tend à serrer les deux éléments d'élargissement contre la dalle supérieure, et - au moins deux pièces de soutien résistant à la compression, et qui prennent appui d'une part sur ledit élément au voisinage du bord de la dalle inférieure et d'autre part sur la partie inférieure de l'élément d'élargissement. On comprend que la portion la plus importante de la partie à trois voies est constituée d'éléments qui sont les mêmes, à quelques modifications de détail qu'on exposera plus loin, que ceux de la partie à deux voies. Les éléments additionnels, c'est-à-dire les éléments d'élargissement et les pièces de soutien peuvent eux-mêmes être préfabriqués, c' est-à-dire obtenus à un prix réduit. Si le viaduc à deux voies est formé d'éléments fabriqués en béton, on prévoira avantageusement que les éléments additionnels sont également obtenus en béton préfabriqué. De préférence, les éléments d'élargissement présentent une surface supérieure sensiblement plane dans son ensemble, et une surface inférieure qui comporte au moins une partie qui est sensiblement perpendiculaire à la direction générale de la pièce de soutien. De préférence aussi, l'élément central présente, à proximité de la dalle inférieure, une partie de sa surface extérieure qui est sensiblement perpendiculaire à la direction générale de la pièce de soutien. De cette façon, les contraintes de compression transmises par les éléments d'élargissement aux pièces de soutien et par celles-ci à la dalle inférieure de l'élément central sont transmises dans les meilleurs conditions. La pièce de soutien peut être constituée d'une plaque plane continue ou discontinue. Cependant, il est suffisant en général de prévoir que cette pièce est constituée comme une poutre, et constitue par conséquent une poutre de soutien. Avantageusement, pour une meilleure répartition des contraintes, deux poutres de soutien, situées de part et d'autre de l'élément central, sont situées dans le même plan vertical que le câble de précontrainte transversal. De préférence aussi, l'élément central comporte un renfort transversal qui relie les points d'appui des deux poutres de soutien et est disposé pour transmettre les efforts de compression de l'une à l'autre. De cette façon, les contraintes asymétriques causées par exemple par le passage d'un convoi sur une voie latérale sont transmises de façon plus sûre à l'ensemble du viaduc, et notamment à l'élément d'élargissement disposé du côté oppose. Egalement pour obtenir une meilleure répartition des contraintes, au cas où l'élément central comporte, à proximité du bord de la dalle inférieure, des moyens de déviation pour les câbles de précontrainte longitudinale, les points d'appui des poutres de soutien sont situés à proximité desdits moyens de déviation. Dans ce cas, le renfort dont on a parlé plus haut relie entre eux lesdits moyens de déviation. Lorsque l'élément central est préfabriqué en béton, le moyen de déviation est un "bloc de déviation" traversé par le câble de précontrainte longitudinale, et le renfort transversal est constitué par une nervure. Les modifications qu'on a indiquées plus haut sur la forme de l'élément central, et qui sont au total de faible ampleur, peuvent être obtenues en utilisant le même moule que pour les éléments de la partie à deux voies du viaduc, sous la seule condition que ces éléments comportent, aux endroits convenables, des éléments de paroi dont la forme peut être modifiée selon les circonstances, le volume global du moule étant pratiquement inchangé. Avantageusement, il est prévu au moins un câble de précontrainte longitudinale, placé à l'intérieur d'un élément d'élargissement, et destiné à solidariser celui-ci avec un élément d'élargissement qui lui est adjacent dans le sens longitudinal. L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré avec la figure, qui est une coupe transversale du viaduc, en un endroit où il est à trois voies. La figure montre un élément central 1, du même type que celui qui est utilisé pour la partie à deux voies du viaduc, et qui repose sur des piliers 2. Cet élément central comporte une dalle supérieure 3, qui constitue la chaussée de circulation, une dalle inférieure 4, et deux voiles de liaison 5, qui relient les dalles supérieure et inférieure. Ces voiles de liaison peuvent être continus ou discontinus dans le sens longitudinal. Deux éléments d'élargissement 6 sont situés de part et d'autre de l'élément central 1. La surface supérieure de chaque élément d'élargissement vient en prolongement de la surface supérieure de la dalle supérieure 3, procure donc l'élargissement souhaité de la chaussée. En section transversale, les éléments d'élargissement 6 comprennent une partie d'épaisseur à peu près uniforme 7, qui s 'étend vers l'extérieur, en s'écartant par conséquent de l'élément central, et une partie plus épaisse 8, au contact de cet élément central. Cette partie plus épaisse est limitée en section par un contour polygonal convexe vers le bas. La surface inférieure comprend en effet une partie horizontale 9, qui se raccorde à deux facettes obliques 10 et 11, qu'on décrira de façon plus détaillée dans la suite.Un joint de béton maté, ou de préférence coulé en place, 12 est intercalé entre l'élément d'élargissement 6 et la dalle supérieure 3 de l'élément central. Un câble de précontrainte 13, disposé transversalement, s'étend à travers un élément d'élargissement 6, à travers la dalle supérieure 3 de l'élément central, et à travers l'autre élément d'élargissement 6. Des points d'accrochage 14 pour ce câble sont prévus sur les bords extérieurs des deux éléments d'élargissement 6. La chaussée ainsi constituée par la dalle supérieure 3 et les éléments d'élargissement 6 porte les rails 15 de trois voies de chemin de fer disposées conformément aux règles en vigueur. Des poutres de soutien 16, situées dans des plans transversaux, et obliques par rapport à la verticale, prennent appui d'une part sur la face inférieure dans les éléments d'élargissement 6 et, d'autre part, sur des butées 17 disposés sur la face extérieure des voiles 5, à proximité de leur jonction avec la dalle inférieure 4. Une des facettes 11 de la surface inférieure de l'élément d'élargissement 6 est perpendiculaire à la direction générale de la pièce de soutien 16, de façon à assurer une bonne transmission des efforts de compression. L'autre 10 de ces facettes est orientée sensiblement parallèlement à la direction générale de la pièce 16, essentiellement pour des raisons esthétiques.La butée 17 et la pièce 16 sont en contact entre elles par des surfaces perpendiculaires à la direction générale de la pièce 16, également pour assurer une bonne transmission des efforts de compression. Dans l'exemple décrit, les pièces 16 sont des poutres, elles pourraient cependant être des voiles, continus ou présentant des ouvertures, s'étendant dans la direction longitudinale. La figure montre que les rails 15 externes de l'ensemble des trois voies sont situés à peu près sur l'axe de symétrie des pièces de soutien 16, qui assurent une bonne transmission des efforts. Les autres rails sont tous portés par la dalle supérieure 3 de l'élément central. Pour assurer la cohésion longitudinale de l'ensemble, il est prévu, de façon classique, des câbles de précontrainte 18, situés dans la partie haute de l'élément central, et d'autres câbles de précontrainte 19, ancrés dans la partie haute de l'élément central, et déviés dans des blocs de déviation 20 situés sensiblement à la jonction de la dalle inférieure 4 et des voiles 5, à l'intérieur de la structure tubulaire de l'élément central. Il est prévu en outre des câbles de précontrainte longitudinale 21 situés à l'intérieur des éléments d'élargissement 6, et qui solidarisent un de ces éléments avec les éléments adjacents dans le sens longitudinal. Entre deux blocs de déviation 20, l'élément central comporte une nervure 22, disposée transversalement, et qui relie les blocs 20 situés de part et d'autre du plan médian de l'élément central. Cette nervure 22, qui est obtenue lors du moulage de l'élément central, permet de transmettre les charges en provenance d'un élément d'élargissement 6, transmises par une poutre de soutien 16, en direction de l'autre poutre de soutien 16, de façon à obtenir une meilleure répartition des contraintes. On notera que la largeur de la dalle supérieure 3 de l'élément central 1 peut être plus faible que pour les éléments de la partie à deux voies du viaduc, si cela est nécessaire ou utile. Dans la technique des éléments préfabriqués confectionnés par moulage du béton, cela peut être obtenu de façon très simple en plaçant une paroi amovible à l'intérieur du moule. De préférence, dans la partie à trois voies du viaduc, les portées sont réduites par rapport à celles de la partie principale, à deux voies, afin de ne pas soumettre l'élément central, et/ou les piliers, à des contraintes excessives. Par ailleurs, il est avantageux de prévoir des dispositifs de stabilisation de la liaison de l'élément central 1 avec les piliers 2, pour prendre en compte les efforts de torsion induits par des charges circulant sur une des voies extérieures. Ces dispositifs peuvent, par exemple, comporter des barres de précontrainte verticales. REVENDICATIONS 1. Viaduc ferroviaire ou autre, dont la partie principale est à deux voies et qui comporte une partie à trois voies, le viaduc, pour la partie principale, étant constitué d'éléments successifs de section sensiblement identiques, portés par des piliers, comprenant chacun une dalle supérieure (3), horizontale continue, formant chaussée à deux voies, une dalle inférieure horizontale (4), et des moyens (5) reliant les deux dalles, caractérisé en ce que dans la partie à trois voies, il est prévu - un élément central (1) à peu près identique à ceux de la partie à deux voies, des deux côtés duquel sont disposés des éléments d'élargissement (6) situés sensiblement dans le plan de la dalle supérieure et venant en appui sur le bord longitudinal de celle-ci, - au moins un câble de précontrainte transversale (13) traversant qui traverse un élément d'élargissement, la dalle supérieure et l'élément d'élargissement situé du côté opposé, et tend à serrer les deux éléments d'élargissement contre la dalle supérieure, et - au moins deux pièces de soutien (16) résistant à la compression, et qui prennent appui d'une part sur ledit élément central (1) au voisinage du bord de la dalle inférieure et d'autre part sur la partie inférieure de 1 'élément d' élargissement. 2. Viaduc selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'élargissement (6) présentent une surface supérieure sensiblement plane dans son ensemble, et une surface inférieure qui comporte au moins une partie (11) qui est sensiblement perpendiculaire à la direction générale de la pièce de soutien. 3. Viaduc selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce l'élément central présente, à proximité de la dalle inférieure, une partie (11) de sa surface extérieure qui est sensiblement perpendiculaire à la direction générale de la pièce de soutien. 4. Viaduc selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pièce de soutien (16) est constituée d'une poutre. 5. Viaduc selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux poutres de soutien (16), situées de part et d'autre de l'élément central, sont situées dans le même plan vertical que le câble de précontrainte (13). 6. Viaduc selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément central comporte un renfort transversal (22) qui relie les points d'appui des deux poutres de soutien et est disposé pour transmettre les efforts de compression de l'une à l'autre. 7. Viaduc selon la revendication 5, dans lequel l'élément central (1) comporte, à proximité du bord de la dalle inférieure, des moyens de déviation (20) pour des câbles de précontrainte longitudinale, caractérisé en ce que les points d'appui (17) des poutres de soutien sont situées à proximité desdits moyens de déviation. 8. Viaduc selon les revendications 6 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que ledit renfort (22) est relié entre deux moyens de déviation (20). 9. Viaduc selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un câble de précontrainte longitudinale (21), placé à l'intérieur d'un élément d'élargissement, et destiné à solidariser celui-ci avec un élément d'élargissement qui lui est adjacent dans le sens longitudinal. 10. Viaduc selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément central, les éléments d'élargissement et les pièces de soutien sont préfabriqués en béton.