Brevet FR2748284A1 — publié le 19971107

L'invention a pour objet un procédé de renforcement d'ouvrages de Génie Civil, en particulier de tabliers de ponts, permettant de continuer à utiliser des ouvrages existants qui autrement ne pourraient supporter des charges nouvelles auxquelles on veut les soumettre. Il peut s'agir, par exemple, d'un pont ancien de chemin de fer, qui a vieilli ou qui n'est plus adapté au poids des trains modernes qui devraient passer sur lui. Si l'on ne veut pas, ou si l'on ne peut pas de façon pratique, détruire l'ouvrage existant, il apparaît souvent très difficile de le renforcer. Une solution qui pourrait être envisagée serait de renforcer l'ouvrage existant en édifiant des poutres ou piliers de renfort intermédiaires répartis le long du tablier du pont. Une telle solution se heurte cependant à plusieurs difficultés. Il peut se faire notamment que la disposition des lieux ne permette pas l'édification de piles supports suffisamment solides pour reprendre la charge de l'ouvrage. Il peut également se faire que l'adjonction de piliers de renfort intermédiaires, pour des raisons qui apparaîtront plus clairement de la description qui suivra, déstabilise l'ouvrage ; dans ce cas, la solution n'est pas applicable. Le procédé de renforcement de l'ouvrage de Génie Civil conforme à l'invention, pouvant s'appliquer en particulier à des tabliers de ponts, et qui résoud les difficultés susmentionnées, se caractérise en ce qu'il consiste à prévoir des poutres ou piliers de renfort intermédiaires assurant une reprise partielle des efforts appliqués sur le tablier, avec interposition, entre le tablier et les poutres ou piliers de renfort, d'organes de limitation de ces efforts. Ces organes de limitation d'effort peuvent autre, par exemple, constitués par des organes élastiques ressorts. L'invention s'applique en outre à des ouvrages de Génie Civil équipés conformément à ce procédé. L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels - la figure 1 illustre un tablier de pont reposant à ses deux extrémités sur des appuis - la figure 2 montre comment réagit le tablier de la figure 1 au passage d'une charge - la figure 3 montre comment réagirait ce même tablier s'il l'on édifiait des piliers de renfort intermédiaires de type classique - la figure 4 montre, comme la figure 1, le tablier de pont renforcé conformément à l'invention ; - la figure 5 montre comment réagit le tablier renforcé de la figure 4 au passage d'une charge. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on a schématisé un tablier ou une travée de pont 10 reposant sur deux appuis Al, A2, ainsi que le plan horizontal H passant au niveau des deux appuis Al, A2. A la figure 2, on a schématisé, en exagérant pour la rendre plus visible, la déformation en fléchissement du tablier 10 sous le poids d'une charge 11 passant sur le tablier. Cette charge 11 génère des forces de réaction d'appui R1, R2, au niveau des appuis Al, A2. Si la charge 11 est constituée, par exemple, par un train pesant 60 tonnes, on peut dire, en première approximation, que lorsque le train arrive sensiblement au niveau du milieu de la travée 10, les efforts de réaction Rl, R2, sont sensiblement égaux et de l'ordre de 30 tonnes (60/2 tonnes). Si maintenant on veut faire passer sur le pont une charge d'un poids supérieur, par exemple 100 tonnes, et que le pont n'a pas été conçu ou n'est plus apte à recevoir une telle charge, il faut prévoir des moyens de renforcement. A la figure 3, on a schématisé la solution qui viendrait logiquement à l'esprit, à savoir édifier en des endroits intermédiaires du tablier 10, des poutres ou piliers de renfort tels que schématisés en 12 et 13. Ces piliers qui vont venir porter sous le tablier aux points d'appui référencés A3, A4, vont, au passage du convoi 11, générer les réactions d'appui R3, R4, sur les appuis A3, A4. Si le convoi 11 est situé comme indiqué sensiblement entre les appuis A3, A4, il peut se faire que par suite de l'élasticité et du fléchissement du tablier, le tablier 10, au niveau des appuis Al, A2, se soulève et quitte ses appuis Al, A2. En d'autres termes, dans une telle hypothèse, les réactions d'appui R1, R2, sur les appuis Al, A2, sont négatives. Un tel effet est généralement, en matière de Génie Civil, totalement inacceptable, en particulier dans le cas d'ouvrages en béton qui ne peuvent travailler qu'en compression. Une autre difficulté à la mise en oeuvre de la solution de la figure 3 provient de ce que, très souvent, il ne sera pas possible aux endroits intermédiaires schématisés du tablier d'édifier des piles 12 et 13 suffisamment rigides ou suffisamment protégées de leur environnement pour permettre de reprendre en toute sécurité la charge par exemple du convoi 11. En se reportant maintenant aux figures 4 et 5, on va décrire le procédé de renforcement de l'invention et sa mise en oeuvre. Dans la réalisation schématisée à la figure 4, on retrouve le tablier 10 de pont reposant sur ses appuis Al, A2. Conformément à l'invention, on a, par exemple en deux positions intermédiaires du tablier, édifié des piliers de renfort 22, 23 (similaires aux piliers 12 et 13 de la figure 3) mais sur lesquels ne reposent pas directement le tablier 10. Entre les piliers 22 et 23, ont été prévus des organes de limitation d'effort, tels par exemple que des ressorts hélicoïdaux de compression 32, 33. On a de cette façon constitué des appuis intermédiaires B3, B4, mais à efforts de réaction limités. Le fonctionnement du dispositif va être expliqué en relation avec la figure 5. En reprenant l'exemple de la figure 3, en supposant que la travée 10 était à l'origine susceptible de supporter sur ses appuis Al, A2, la charge d'un train de 60 tonnes et qu'on désire faire passer sur l'ouvrage un train de charge de 100 tonnes, on peut, par exemple, prévoir des ressorts 32, 33, tarés d 20 tonnes. Sous l'effet du passage de la charge 11, le tablier 10 va fléchir, de sorte que les ressorts 32, 33, vont appliquer au tablier 10 des forces de réaction R3, R4, chacune égale à 20 tonnes (tarage supposé des ressorts). Cette charge de 20 tonnes est bien entendu reprise par les piles intermédiaires 22, 23, sur lesquelles reposent les ressorts 32, 33. Dans ces conditions, les appuis Al, A2, ne reçoivent plus au total que les 60 tonnes (100 - 40) admissibles. D'autre part, il n'y a plus aucun risque de soulèvement au niveau des appuis Al, A2, du tablier 10, les forces de réaction R1, R2, étant effectivement positives. Un autre avantage de cette solution est que les piles intermédiaires 22, 23, pourront n'être construites que pour résister à l'effort partiel qu'elles doivent reprendre, par exemple 20 tonnes chacune dans l'exemple indiqué. Bien entendu, les chiffres qui ont été indiqués ci-dessus n'ont été donnés que pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'invention. Dans la pratique, les organes de limitation d'effort sont tarés ou ajustés en fonction des problèmes pratiques à résoudre, de l'élasticité relative du tablier 10, de la possibilité d'implanter une ou plusieurs piles intermédiaires de reprise d'effort plus ou moins limitée, etc. De même, bien que l'on ait indiqué qu'en tant qu'organe de limitation d'effort, on ait utilisé des ressorts hélicoïdaux de compression, il est clair qu'on peut utiliser tout autre organe de limitation d'effort pourvu que sa force de réaction soit tarée pour une charge limite maximale donnée. I1 pourrait s'agir, par exemple, de vérins pneumatiques, hydrauliques, ou à gomme de silicone, qui fonctionnent en blocage jusqu'à un seuil limite maximum au-delå duquel ils s'effacent progressivement, en revenant automatiquement lorsque la charge diminue en dessous du seuil. De cette façon, on obtiendrait en quelque sorte un effacement progressif relatif des appuis tels que B3, B4, qui suivraient la déformation du tablier (un peu à la manière illustrée à la figure 5), en assurant au niveau de ces appuis B3, B4, une reprise de charge partielle correspondant à la limite de tarage choisie (20 tonnes dans l'exemple chiffré donné ci-dessus). I1 apparaît également clairement que l'invention peut s'appliquer aussi bien à une travée de pont reposant sur deux appuis ou "culées" de pont extrêmes qu'à des travées de pont intermédiaires reposant sur des piles, par exemple dans le cas d'un viaduc. De même, l'invention peut être mise en oeuvre au départ sur un ouvrage neuf dans lequel les piles de renforcement ne travailleront que lors du passage de charges exceptionnelles, ceci évitant de surdimentionner la construction par rapport à l'usage courant qui en sera fait. REVENDICATIONS 1.- Procédé de renforcement d'ouvrages de Génie Civil, en particulier de tabliers de ponts (10) caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir des poutres ou piliers de renfort intermédiaires (22, 23) assurant une reprise partielle des efforts appliqués sur le tablier, avec interposition entre le tablier et les poutres ou piliers de renfort d'organes de limitation de ces efforts (32, 33). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes de limitation d'effort sont des organes élastiques ressorts. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits organes de limitation d'effort sont tarés pour une charge limite maximale donnée, au-delà de laquelle ils s'effacent lorsque la charge qui leur est appliquée dépasse cette limite. 4.- Ouvrages de Génie Civil, tels en particulier que des tabliers de ponts renforcés selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des poutres ou piliers de renfort intermédiaires (22, 23) qui supportent le tablier (10) en des points intermédiaires de sa longueur avec interposition entre le tablier et les poutres ou piliers de renfort d'organes de limitation de ces efforts (32, 33). 5.- Ouvrages de Génie Civil selon la revendication 4, caractérisés en ce que lesdits organes de limitation d'effort sont des organes élastiques ressorts. 6.- Ouvrages de Génie Civil selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisés en ce que lesdits organes de limitation sont tarés pour une charge limite maximale donnée au-delà de laquelle ils s'effacent tant que la charge qui leur est appliquée dépasse cette limite.