Brevet FR2741896A1 — publié le 19970606

Perfectionnements aux procédés pour réhabiliter les ponts suspendus et aux Ponts ainsi réhabilités. L'invention est relative aux ponts suspendus, ponts comprenant un tablier et au moins deux pylônes servant de supports à au moins un câble porteur auquel est suspendu ledit tablier par l'intermédiaire de suspentes, chaque extrémité de câble porteur étant ancrée sur un massif ou culée dont le poids et le volume sont très élevés. Elle concerne plus particulièrement les procédés pour réhabiliter ou restaurer ces ponts suspendus lorsque leur solidité devient précaire en raison notamment de leur vieillissement, lequel se traduit en particulier par la dégradation au moins locale de leurs composants métalliques (câbles porteurs, suspentes, dispositif d'ancrage...). Pour effectuer de telles réhabilitations, on procède en général par un remplacement des composants détériorés du pont par des composants neufs. Parmi les composants en question, on trouve les câbles porteurs : il est particulièrement difficile de remplacer ceux-ci en raison de leur poids et de leur volume très élevés et leur remplacement peut exiger une mise hors service complète et prolongée du pont. L'invention a pour but, entre autres, de supprimer ces inconvénients en proposant une formule qui permet une réhabilitation progressive du pont, s'étendant de proche en proche sur toute sa longueur et se traduisant par des durées réduites de mise hors service. A cet effet, les procédés de réhabilitation des ponts suspendus selon l'invention sont essentiellement caractérisés par la suite des opérations suivantes : on aménage sur chaque pylône une structure de support de haubans ; et on met en place de part et d'autre de chaque pylône des nappes de haubans obliques tendus entre ladite structure et le tablier, nappes symétriques ou sensiblement symétriques l'une de l'autre deux à deux par rapport audit pylône, de façon à remplacer d'une part les deux suites de suspentes disposées entre le pylône considéré et le massif d'ancrage voisin et d'autre part les deux suites de suspentes symétriques ou sensiblement symétriques des deux suites ci-dessus par rapport au pylône. Dans des réalisations intéressantes, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - on met en place sur les pylônes au moins un nouveau câble porteur beaucoup moins résistant que ne l'était chaque câble porteur d'origine en son état neuf, on suspend à chaque nouveau câble porteur la portion centrale du tablier à l'aide de suspentes, et on démonte chaque câble porteur d'origine, - chaque nouveau câble porteur est au moins deux fois moins résistants que ne l'était en son état neuf chaque câble porteur d'origine, - les suspentes accrochées sur les nouveaux câbles porteurs sont nouvelles, - des moyens sont prévus pour renfocer la résistance à la compression horizontale longitudinale de la portion du tablier nouvellement supportée par les haubans, moyens tels qu'une poutraison en treillis, - des moyens sont prévus pour atténuer la discontinuité de raideur verticale du tablier dans chacune de ses zones de liaison entre une portion supportée par haubans et une portion suspendue à au moins un câble par des suspentes, moyens tels qu'un recouvrement partiel de ces deux portions. L'invention vise également les nouveaux ponts mixtes résultant des réhabilitations ci-dessus, ponts qui sont partiellement haubanés et partiellement suspendus, ces ponts étant en particulier caractérisés en ce qu'il leur correspond des massifs d'ancrage surabondants par rapport à leurs câbles porteurs. Dans ce qui suit, on va décrire quelques modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins ciannexés d'une manière, bien entendu, non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre schématiquement un pont suspendu d'un type connu à réhabiliter. Les figures 2, 3 et 4 montrent trois phases successives de réhabilitation dudit pont suspendu effectuées conformément à l'invention, chacune de ces trois figures montrant une moitié seulement dudit pont et l'échelle des figures 3 et 4 étant agrandie. La figure 5 montre une variante de la figure 2. La figure 6 montre schématiquement, selon une direction longitudinale, l'un des pylônes d'un pont réhabilité selon l'invention. La figure 7 montre schématiquement en vue perspective une structure de renfort locale du tablier d'un tel pont, structure mise en oeuvre conformément à l'invention. Le pont suspendu à réhabiliter comprend - un tablier 1, - deux pylônes 2 présentant en vue longitudinale la forme générale d'un H, - deux câbles porteurs parallèles 3 tendus entre deux massifs d'ancrage 4 et 5 disposés aux deux extrémités du pont, lesdits câbles reposant sur les sommets des deux pylônes 2, - et une pluralité de suspentes 6 qui sont accrochées aux câbles 3 et qui portent le tablier 1. On se propose ici de réhabiliter ce pont, généralement pour remédier à l'usure de ses câbles porteurs due à leur vieillissement. Ces câbles porteurs sont en général composés par des milliers de brins métalliques et on constate que, après une longue période de vie (plusieurs dizaines d'années), la résistance à la traction d'une portion importante de ces brins, proportion qui peut atteindre 50% ou même davantage, est fortement réduite, en raison par exemple de leur attaque par la rouille. Le remplacement de chacun de ces câbles porteurs pose des problèmes délicats en raison notamment du poids et du volume élevés desdits câbles et de la forte réduction des efforts susceptibles d'être repris à la longue par les massifs d'ancrage d'origine. En outre, de tels remplacements peuvent présenter le grave inconvénient d'exiger une mise hors service complète du pont pour des périodes prolongées. Le procédé de réhabilitation proposé selon l'invention permet d'écarter ces inconvénients. Selon ce procédé, on transforme le pont suspendu considéré en un pont "mixte", c'est-à-dire dans lequel le tablier est supporté en partie par haubanage et en partie par des suspentes liées à des câbles porteurs : on affecte en effet une part importante de la prise en charge du poids du tablier à un haubanage du pont réparti de chaque côté de chacun de ses pylônes, part qui, de préférence, dépasse la moitié du poids total, seule la part restante étant prise en charge par des suspentes accrochées à des câbles porteurs dont les performances sont réduites par rapport à celles des câbles porteurs d'origine. Pour effectuer les haubanages en question, on procède comme suit. On commence par préparer, hisser et mettre en place sur chaque pylône deux ossatures 7 susceptibles de recevoir les têtes de haubans obliques 8, l'accrochage de chaque tête de hauban sur une telle structure pouvant être effectué de toute façon désirable, par exemple par ancrage individuel, ou encore par repos, sur des po-rtées de ladite structure formant "selles", de portions médianes de doubles haubans s'étendant alors selon des V renversés. Chaque ossature 7 est rapportée sur le flanc latéral externe d'un montant du pylône 2 (voir figure 6), par exemple par "cloutage" à l'aide de dispositifs appropriés 9 traversant lesdits montants. Puis on met en place entre chacune des ossatures 7 et le tablier 1 du pont deux nappes de haubans tendus 8 s'étendant symétriquement ou sensiblement symétriquement de chaque côté du pylône 2, chaque nappe située du côté d'un massif d'ancrage 4 ou 5 s'étendant jusqu'à ce massif. Au fur et à mesure de cette mise en place, on supprime les suspentes 6 correspondantes, que les haubans 8 considérés sont destinés à remplacer : ces suspentes en cours de démontage sont représentées en tirets sur les dessins. Pour ce haubanage, on peut commencer par les haubans les plus proches de chaque pylône, comme visible sur la figure 2. On peut également, selon la variante avantageuse illustrée sur la figure 5, commencer par les haubans qui sont les plus éloignés du pylône : cette variante permet de réduire l'abaissement subi par la partie centrale du tablier 1 au cours des opérations de remplacement ici décrites. Les points 10 d'ancrage bas des haubans 8 sur le tablier 1 sont avantageusement localisés aux mêmes endroits que les attaches sur ce tablier des suspentes 6 remplacées. Le haubanage terminé est visible sur la figure 3. A ce stade, la prise en charge du poids du tablier 1 par les câbles porteurs 3 est fortement réduite : c'est alors seulement le poids de la partie centrale de ce tablier, non concernée par le haubanage, qui est encore supporté par lesdits câbles. I1 est donc possible que la résistance résiduelle de ces câbles, même âgés et partiellement affaiblis, soit largement suffisante pour assurer leur mission en toute sécurité et la réhabilitation selon l'invention peut alors s'arrêter là. Dans des modes de réalisation intéressants, on poursuit ladite réhabilitation en affectant la mission de supporter la partie centrale du tablier à de nouveaux câbles porteurs 11, offrant une résistance très inférieure à celle des câbles porteurs 3 d'origine lorsqu'il étaient à l'état neuf. La résistance des nouveaux câbles 11 en question est de préférence inférieure à la moitié, voire au tiers de cette résistance initiale des câbles 3 précédents : leur section et leur poids sont réduits en proportion, et ce d'autant plus que les fils modernes d'acier ou analogues offrent généralement une résistance à la traction supérieure aux fils comparables du passé, pour une section donnée. La manipulation de ces nouveaux câbles 11 est donc grandement simplifiée par rapport à celle des câbles porteurs 3 antérieurs. De plus, la forte réduction de l'effort de traction qu'ils doivent développer permet d'utiliser les massifs d'ancrage 4 et 5 déjà existants et en particulier les armatures d'accrochage qui font saillie hors de ces massifs alors qu'il eût été difficile de faire reprendre par lesdits massifs et armatures des efforts de traction du meme ordre de grandeur que ceux précédemment exercés sur les câbles porteurs 3 lors de leur mise en place originelle. Pour procéder à ce remplacement des câbles porteurs 3, on met en place sur les pylônes 2 les deux nouveaux câbles porteurs 11 en ancrant leurs deux extrémités soit à nouveau sur les deux massifs 4 et 5, soit sur d'autres massifs (non représentés) disposés à proximité des précédents. Comme à ce stade les câbles porteurs 3 sont encore en place sur les pylônes 2, on peut placer les nouveaux câbles 11 sur des selles aménagées au-dessus desdits câbles 3 où, mieux encore, de part et d'autre de ces derniers ainsi qu'illustré sur la figure 6, chaque nouveau câble porteur 11 étant à cet effet de préférence dédoublé en deux sous-c bles ou en un nombre pair de sous-câbles. Puis on procède au transfert du poids de la portion centrale du tablier 1 sur la portion correspondante des nouveaux câbles porteurs 11 en utilisant à cet effet soit les anciennes suspentes 6, après les avoir décrochées des câbles porteurs 3, soit, de préférence, de nouvelles suspentes 12, équipées bien entendu de dispositifs neufs d'accrochage supérieurs et inférieurs. Comme visible sur la figure 4, les accrochages de ces nouvelles suspentes sur les nouveaux câbles 11 peuvent être exécutés de façon telle que les suspentes s'étendent perpendiculairement aux câbles en leurs points d'accrochage : l'adoption de telles orientations est facilitée par le fait que seule la portion centrale, relativement horizontale, de chaque câble porteur est ici concernée par lesdits accrochages. Bien entendu, la tension des nouveaux câbles 11 doit être réglée au fur et à mesure de leur mise en charge progressive. Lorsque la prise en charge de la portion centrale du tablier 1 par les nouveaux câbles 11 est terminée, on détend les anciens câbles porteurs 3 et on les démonte. Le nouveau pont, du type "mixte", est alors achevé. Au cours de sa construction qui a été décrite cidessus, il peut être avantageux de mettre en oeuvre en outre l'une et/ou l'autre des deux dispositions ci-après. La première disposition tient compte de l'observation suivante : la raideur verticale du tablier 1 est plus grande dans les zones, de ce tablier, qui sont supportées par des haubans que dans les zones supportées par des câbles par l'intermédiaire de suspentes. I1 en résulte un risque de discontinuité dans cette raideur au niveau des jonctions entre les zones du tablier correspondant respectivement à ces deux types de support. On prévoit donc des moyens pour supprimer ces discontinuités. A cet effet par exemple, on dispose les haubans 8 et suspentes 12 de façon telle que les deux portions contiguës correspondant respectivement aux deux types de support se recouvrent partiellement, comme illustré sur la figure 4. La seconde disposition tient compte de l'observation suivante : une portion de tablier de pont suspendue à des câbles par l'intermédiaire de suspentes n'est soumise à aucune sollicitation à la compression horizontale alors que c'est le cas lorsqu'une telle portion est supportée par des haubans. Il peut donc être opportun, pour réhabiliter un pont conformément au procédé décrit ci-dessus, de renforcer la résistance à la compression longitudinale des portions, du tablier de ce pont, destinées à être supportées par haubanage. A cet effet, on renforce chaque portion de tablier répondant à une telle définition par une poutraison additionnelle 13 en treillis, notamment métallique (figure 7). Cette poutraison 13 comprend des longerons 14 entretoisés par des traverses 15, lesquelles portent des piquets ou butons verticaux 16 se prêtant à un solide ancrage dans le tablier 1 de façon à renforcer la résistance de ce tablier à la compression horizontale selon la direction longitudinale du pont. Dans le cas où une telle poutraison est utilisée, il peut etre avantageux de localiser aux noeuds 10 de celle-ci les points d'ancrage bas des haubans 8. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un procédé de réhabilitation de pont suspendu présentant un certain nombre d'avantages par rapport à ceux antérieurement connus et en particulier les suivants - la réhabilitation du pont peut être effectuée progressivement tout au long de celui-ci sans que soit exigée sa mise hors service, - le changement du principe de support du pont sur une grande partie de sa longueur, partie qui est en général majoritaire, permet de renforcer la stabilité de ce pont à la torsion, vu que cette stabilité est plus élevée dans le cadre d'un support par haubans que dans le cadre d'un support par câbles porteurs et suspentes, - pour certains modes de réalisation, le procédé de réhabilitation proposé permet de conserver purement et simplement les câbles porteurs usagés, même s'ils ont perdu une grande partie de leur résistance initiale, et ce en toute sécurité. Comme il va de soi, et comme il résulte suffisamment de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement explicités ci-dessus : elle embrasse au contraire toutes les variantes, notamment - celles où les ossatures de fixation des haubans seraient directement aménagées sur les pylônes au lieu d'être fabriquées séparément et supportées sur ceux-ci, - et celles où les suspentes d'origine seraient laissées sur place, avec les câbles porteurs d'origine, même si de nouveaux câbles porteurs sont prévus, notamment dans les cas où leurs démontages présenteraient trop de difficultés. REVENDICATIONS 1. procédé pour réhabiliter un pont suspendu comprenant un tablier (1) et au moins deux pylônes (2) servant de supports à au moins un câble porteur (3) auquel est suspendu ledit tablier par l'intermédiaire de suspentes (6), chaque extrémité de câble porteur étant ancrée sur un massif (4,5), caractérisé par la suite des opérations suivantes : on aménage sur chaque pylône (2) une structure (7) de support de haubans ; et on met en place de part et d'autre de chaque pylône des nappes de haubans obliques (8) tendus entre ladite structure et le tablier (1), nappes symétriques ou sensiblement symétriques l'une de l'autre deux à deux par rapport audit pylône, de façon à remplacer d'une part les deux suites de suspentes (6) disposées entre le pylône considéré et le massif d'ancrage voisin (4,5) et d'autre part les deux suites de suspentes symétriques ou sensiblement symétriques des deux suites ci-dessus par rapport au pylône. 2. Procédé de réhabilitation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en place sur les pylônes au moins un nouveau câble porteur (11) beaucoup moins résistant que ne l'était chaque câble porteur d'origine (3) en son état neuf, en ce que l'on suspend à chaque nouveau câble porteur la portion centrale du tablier (1) à l'aide de suspentes (6,12), et en ce que l'on démonte chaque câble porteur d'origine. 3. Procédé de réhabilitation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on adopte pour chaque nouveau câble porteur (11) un câble qui est au moins deux fois moins résistant que ne l'était en son état neuf chaque câble porteur d'origine (3). 4. Procédé de réhabilitation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'on utilise des suspentes nouvelles pour accrocher la portion centrale du tablier (1) sur les nouveaux câbles (11). 5. Procédé de réhabilitation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'on prévoit des moyens pour renforcer la résistance à la compression horizontale longitudinale de la portion du tablier (1) nouvellement supportée par les haubans (8). 6. Procédé de réhabilitation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de renforcement sont constitués par une poutraison additionnelle en treillis (13). 7. Procédé de réhabilitation selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'on prévoit des moyens pour atténuer la discontinuité de raideur verticale du tablier (1) dans chacune de ses zones de liaison entre une portion supportée par haubans (8) et une portion suspendue à des câbles (3, 11) par des suspentes (6, 12). 8. Procédé de réhabilitation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour atténuer les discontinuités de raideur verticale du tablier (1) sont constitués par des recouvrements partiels des deux portions de tablier supportées différemment. 9. Pont réhabilité par le procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les portions de son tablier (1) situées de part et d'autre de ses pylônes (2) sont supportées par des haubans obliques (8) et en ce que seule la portion centrale de son tablier est supportée par au moins un câble porteur (3, 11) par l'intermédiaire de suspentes (6, 12), les massifs (4, 5) d'ancrage de chaque câble porteur étant surabondants par rapport à l'effort de traction exercé sur ce dernier. 10. Pont réhabilité selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une poutraison en treillis additionnelle (13) permettant de renforcer la résistance à la compression longitudinale des portions, de son tablier (1), supportées par des haubans (8).