Brevet FR2694581A1 — publié le 19940211

La présente invention est relative à un procédé pour élargir le tablier d'un pont préexistant. Les tabliers de ponts en béton constituent des structures dont la surface supérieure, sensiblement plane, constitue la chaussée ou son support. I1 est connu que les structures en béton, et notamment en béton précontraint, se déforment avec le temps (retrait, fluage, relaxation des aciers de précontrainte) et que le comportement vis-à-vis de sollicitations des structures en béton est fonction de leur âge. Lorsqu'on désire élargir la chaussée d'un pont en service depuis un certain nombre d'années, on pourrait penser à compléter la structure préexistante par une structure en béton neuf ou par une structure en un matériau différent de celui de la structure préexistante, liée rigidement à l'ouvrage préexistant, mais la coexistence de béton d'âges différents ou de matériaux au comportement différent risque avec le temps, de faire apparaître des contraintes inacceptables au voisinage de la liaison. On peut donc être amené à penser à des structures additionnelles totalement indépendantes. Celles-ci sont toutefois coûteuses, et, surtout, le comportement différent des ouvrages et l'évolution différente des bétons risquent de créer une dénivelée dans le sens transversal au tablier, qui peut être extrêmement dangereuse si elle se trouve sur une chaussée. La présente invention a pour but de résoudre ce problème et de fournir un procédé d'élargissement d'un tablier de pont qui ne risque pas d'entraîner l'apparition postérieure de contraintes inacceptables ou de dénivelées dangereuses. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un procédé pour élargir le tablier en béton d'un pont, qui présente pour particularités les étapes suivantes - mise en place d'un support isostatique, indépendant du tablier préexistant, - pose de dalles isostatiques de largeur sensiblement égale à celle de l'élargissement désiré, en appui simple d'une part sur le support et d'autre part sur la rive du tablier préexistant, de telle façon que la surface supérieure de ces dalles prolonge, sensiblement, sans dénivelée et avec un angle faible, la surface supérieure dudit tablier, des moyens étant prévus pour empêcher les dalles de s'écarter transversalement du tablier. Un tel système parfaitement isostatique est indépendant de l'ancienne structure en ce qui concerne les caractéristiques des structures, des matériaux, et leur module. D'autre part, une variation relative de la hauteur du support ne se traduit pas par une dénivelée à l'endroit de la jonction des dalles avec le tablier, mais par un pivotement relatif autour de la rive du tablier, ce qui est bien moins dangereux pour les véhicules circulant sur la chaussée. I1 est avantageux de prévoir que, si le tablier préexistant est en béton précontraint, le support comprend principalement une poutre en béton précontraint, à âme verticale, et que les dalles sont en béton armé. En général, les rives du tablier préexistant ne présentent pas une forme, par exemple en marche d'escalier, qui permette de poser une dalle en appui sur elles de telle façon que la surface supérieure de la dalle prolonge la surface supérieure du tablier. I1 est aussi possible que la rive présente une marche d'escalier de résistance insuffisante. Diverses solutions sont possibles, consistant par exemple à créer des entailles dans la rive du tablier et à donner au bord de la dalle une forme complémentaire. On préfère cependant prévoir que, avant la pose d'une dalle, on fixe sur la rive du tablier une console destinée à supporter la dalle à la hauteur convenable. Avantageusement, cette console est constituée par un fer plié en Z, avec une âme parallèle à la rive du tablier, une aile supérieure fixée sur la face supérieure du tablier, et une aile inférieure conçue pour recevoir la dalle. On ne sort évidemment pas de l'invention si la console, au lieu d'être fixée sur la rive du tablier, est solidaire de la dalle et en appui simple sur le tablier. Pour empêcher les dalles de s'écarter transversalement du tablier, un grand nombre de moyens sont concevables, par exemple des reliefs complémentaires, formant butée, sur la dalle et le tablier, ou sur la dalle et le support, ou encore des câbles reliant la dalle et le tablier. Il est toutefois essentiel que ces moyens ne s'opposent pas au libre pivotement de la dalle autour de la rive du tablier. Dans le cas où le pont comporte deux tabliers sensiblement parallèles et situés au même niveau, séparés par un intervalle qu'on désire combler pour élargir la chaussée, le problème qu'on vient d'évoquer est résolu de façon particulièrement simple si on prévoit de placer, sur les rives des deux tabliers, des dalles dont la somme des largeurs est à peu près égale à l'intervalle entre les rives des deux tabliers, si bien que chaque dalle constitue une butée empêchant l'autre dalle de s'écarter du tablier sur lequel elle est en appui. Avantageusement, dans ce cas, on met en place un seul support commun aux dalles en appui sur l'un ou l'autre tablier. La mise en place de ce support commun est simplifiée si on prévoit qu'il a une largeur inférieure à l'intervalle entre les rives des deux tabliers, et on met en place ce support à l'aide d'au moins une grue portique prenant appui sur les deux tabliers. La présente invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'exemples pratiques illustrés par les dessins, parmi lesquels - Figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un pont à deux tabliers parallèles, avant son élargissement par comblement de l'intervalle entre les deux tabliers ; et - Figure 2 est une coupe similaire à celle de la figure 1, mais après comblement de l'intervalle conformément au procédé de l'invention. La figure 1 montre, en coupe partielle, deux tabliers 1, reposant chacun sur des poutres transversales ou chevêtres 2, et dont la surface supérieure est pourvue d'un revêtement 3. Sur leurs bords, les rives du tablier qui sont tournées l'une vers l'autre comportent des glissières de sécurité 4, et un muret 5, lequel supporte des grilles de caillebotis 6, qui surplombent l'intervalle entre les deux tabliers. L'opération d'élargissement des chaussées du pont comporte l'enlèvement des glissières, et la suppression des murets et des caillebotis. Elle comporte également, comme on peut le voir à la figure 2, l'élargissement des deux tabliers jusqu'à établir la continuité du revêtement 3, les glissières de sécurité étant remplacées par un muret de séparation 7. La figure 2 montre que le support 8, introduit pour l'élargissement, conformément au procédé de l'invention, est formé principalement d'une poutre à âme verticale 9, qui peut par exemple être une poutre à section rectangulaire, ou, comme le montre la figure 2, une poutre pourvue d'ailes horizontales 10 à sa partie supérieure, et d'éléments transversaux raidisseurs 11. Le support repose sur des élargissements 12 du chevêtre 2, avec interposition d'appuis en néoprène 13. Le support 8, qui a été préfabriqué, est mis en place à l'aide de deux grues ou portiques, non représentés, roulant sur les tabliers existants 1. Ceci implique que la largeur du support soit inférieure à l'intervalle qu'il s'agit de combler. Les dalles 14, qui servent à établir la continuité des surfaces supérieures des tabliers 1, sont de simples plaques à section rectangulaire, en béton armé préfabriqué. Attendu que les rives 15 des parties supérieures des tabliers préexistants sont verticales, il n'était pas possible de poser directement les dalles 14 sur ces tabliers, tout en ayant leur surface supérieure de niveau avec celle desdits tabliers. On a donc disposé des consoles 16, qui, comme le montre la figure, sont constituées de fers pliés en Z, avec une âme verticale 17, qui épouse la rive 15 du tablier, une aile supérieure 18, horizontale, qui repose sur la surface supérieure du tablier 1, et est maintenue par un ancrage vertical 19, et une aile inférieure horizontale 20, qui supporte, en appui simple, la dalle 14. Il va de soi que la hauteur de l'âme verticale 17 est sensiblement égale à l'épaisseur de la dalle 14. Vers son bord opposé dans le sens transversal, chaque dalle 14 repose sur le support 8, avec interposition d'un joint néoprène 21. La somme des dimensions transversales des dalles 14 est très légèrement inférieure à la largeur de l'intervalle entre les rives 15 qu'il s'agit de combler, et l'intervalle 22 entre deux dalles 14 adjacentes dans le sens transversal est comblé par un joint souple, ce qui permet d'établir sans difficulté la continuité des revêtements 3. La forme très simple des dalles a été choisie pour faciliter leur préfabrication. Des formes plus complexes, par exemple concaves sur la face inférieure, sont possibles, afin d'économiser le béton au prix d'une fabrication un peu plus délicate. Les dalles 14 peuvent être reliées transversalement entre elles par une articulation (constituée par exemple par un goujon flexible). Ce goujon n'est toutefois pas une nécessité, et on a pu également utiliser deux dalles séparées l'une de l'autre. Le seul effet lié à l'isostaticité du système, et correspondant à la liberté qu'on laisse aux structures de se déformer, comme elles doivent pouvoir le faire, en fonction de leurs caractéristiques propres, sera la "rotation" des dalles de jonction par rapport aux tabliers existants, au droit de leurs appuis sur les consoles. Cette rotation correspond à la déformation verticale relative de la nouvelle poutre sous ses charges variables d'exploitation, ou sous son fluage, par rapport à la rive de l'ouvrage existant, et cette déformation est à ramener à la largeur sur laquelle le déplacement va se produire, c'est-à-dire sur la moitié de la largeur du vide central initial. Par un choix judicieux de la contre-flèche à donner à la poutre centrale lors de sa préfabrication, cette déformation relative verticale peut d'ailleurs être divisée par deux, ou plus exactement, son effet résultant peut être divisé par deux, car on peut prévoir de la faire varier en plus ou en moins, c'st-à-dire en déformation relative vers le bas ou vers le haut, selon la sollicitation ou le cas de charge. Cette rotation reste, en tout état de cause, très faible, et parfaitement acceptable au niveau du confort et de la sécurité des usagers, qui ne pourront pas la percevoir car elle sera de l'ordre du centième de radian. Sur un plan mécanique et pratique, cette rotation, sans déplacement vertical, est tout à fait compatible avec un revêtement de chaussée souple et continu, et aucun joint longitudinal n'est nécessaire au niveau de la chaussée raccordée. REVENDICATIONS 1. Procédé pour élargir le tablier en béton d'un pont, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - mise en place d'un support isostatique (8), indépendant du tablier préexistant - pose de dalles isostatiques (14) de largeur sensiblement égale à celle de l'élargissement désiré, en appui simple d'une part sur le support (8) et d'autre part sur la rive du tablier préexistant (1), de telle façon que la surface supérieure de ces dalles prolonge, sensiblement, sans dénivelée et avec un angle faible, la surface supérieure dudit tablier, des moyens étant prévus pour empêcher les dalles de s 'écarter transversalement du tablier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (8) comprend principalement une poutre (9) en béton armé ou précontraint, à âme verticale. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dalles (14) sont en béton armé. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quer avant la pose d'une dalle, on fixe sur la rive du tablier une console (16) destinée à supporter la dalle à la hauteur convenable. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la console (16) est constituée par un fer plié en Z, avec une âme (17) parallèle à la rive du tablier, une aile supérieure (18) fixée sur la face supérieure du tablier, et une aile inférieure (19) conçue pour recevoir la dalle. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour élargir le tablier en direction d'un autre tablier préexistant sensiblement parallèle et situé à la même hauteur, on place, sur les rives des deux tabliers des dalles (14) dont la somme des largeurs est à peu près égale à l'intervalle entre les rives des deux tabliers, si bien que chaque dalle constitue une butée empêchant l'autre dalle de s 'écarter du tablier sur lequel elle est en appui. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on met en place un seul support (8) commun aux dalles en appui sur l'un ou l'autre tablier. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support commun (8) a une largeur inférieure à l'intervalle entre les rives des deux tabliers, et on met en place ce support à l'aide d'au moins une grue portique prenant appui sur les deux tabliers.