Brevet FR2774710A1 — publié le 19990813

L'invention concerne un dispositif et un procédé pour permettre l'élimination d'une pile latérale supportant le tablier d'un pont et proche d'un talus dans lequel est établi une culée du pont, pour permettre l'élargissement d'une voie qui passe sous le pont. L'invention s'applique notamment au cas d'une voie d'autoroute et sera décrite ci-après en référence à cette application, étant entendu que la portée de l'invention n'est pas limitée à cette application, la voie pouvant par exemple être ferroviaire. L'élargissement de la voie pose en effet un problème à l'endroit du pont lorsque celui-ci n'est pas du type à haubans mais est supporté par des piles, notamment une pile latérale dressée à proximité du talus qui borde la voie et dont la présence interdit l'élargissement de la voie du côté du talus. Pour élargir la voie, il est donc nécessaire de supprimer cette pile et de reprendre par des moyens appropriés la charge du tablier du pont qui était supportée par la pile. Une solution qui vient à l'esprit consisterait à remplacer la pile par un système à haubans s'inspirant de la technique classique des ponts à haubans. Mais un tel remplacement peut être indésirable pour différentes raisons, notamment d'esthétique, d'inconvénients sonores, de coût d'entretien. En outre, la substitution d'une pile par un système haubané modifie les contraintes auxquelles est soumise l'ouvrage et crée de nouvelles contraintes pour lesquelles cet ouvrage n'a pas été calculé à l'origine. Un but de la présente invention est de substituer à la pile que l'on veut supprimer une structure porteuse aérienne ne présentant pas les inconvénients d'une structure haubanée. On y parvient selon la présente invention avec une structure porteuse comportant deux consoles qui sont appuyées sur des pieux dans le talus de la culée ou aux environs de ce talus et qui s'étendent en porte à faux au-dessus de l'autoroute, le long des côtés du tablier, jusqu'au voisinage de la pile indésirable, pour maintenir par en dessous deux cavaliers disposés sur les côtés du tablier, des moyens étant prévus pour que les cavaliers reçoivent la charge du tablier à la place de cette pile et la transmettent aux consoles, et des moyens étant prévus pour empêcher le basculement des consoles sous l'effet de cette charge. Dans des modes de réalisation préférés, l'invention présente encore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les réactions arrières des consoles sont reprises par des tirants d'ancrage scellés dans le terrain ou par un contrepoids de façon à empêcher le basculement des consoles - les consoles sont préfabriquées ou construites en arrière de la culée et poussées vers leurs positions de service - on utilise des consoles dont la longueur est d'environ deux fois la distance de la culée à la pile indésirable - les consoles s'étendent sensiblement au niveau du tablier du pont - les cavaliers sont reliés entre eux par des câbles de précontrainte - les cavaliers sont solidaires d'une poutre passant transversalement sous le tablier. D'autres particularités éventuelles de l'invention apparaîtront dans la description ci-après de la mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint, sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple d'un pont autoroutier sur piles avant suppression des deux piles latérales - la figure 2 est une vue en perspective du pont après remplacement des piles latérales conformément à l'invention et remodelage des talus - la figure 3 est une vue en perspective d'une structure porteuse selon l'invention qui laisse apparaître les consoles et les cavaliers - la figure 4 est une vue en perspective d'une poutre transversale équipée des cavaliers à ses extrémités - la figure 5 est une vue longitudinale partielle du pont après remplacement d'une pile latérale par une structure porteuse selon l'invention - la figure 6 est une demi-coupe du pont respectivement selon le plan B-B de la figure 5 - la figure 7 est un schéma représentant différentes phases de la mise en place d'une structure porteuse conformément à l'invention ; - la figure 8 est un schéma en vue latérale d'un cavalier et de l'extrémité de la console qui le supporte ; et - la figure 9 est un schéma correspondant en coupe transversale. La figure 1 représente une autoroute 1 au-dessus de laquelle est établi un pont dont le tablier 2 repose sur une pile centrale 3 et sur deux piles latérales 4, 5 situées à proximité des culées 6, 7 du pont, lesquelles sont établies dans des talus 8, 9 qui bordent 1 'autoroute. Le mot pile désigne ici toute structure porteuse qui prend appui au sol sous le tablier pour supporter le tablier. Cette structure est par exemple constituée d'un ou de plusieurs voiles en béton armé ou précontraint et/ou d'un ou plusieurs poteaux en béton armé ou précontraint conjugués éventuellement avec une poutre transversale, de façon à soutenir le tablier sur la majeure partie ou la totalité de sa largeur. La figure 2 représente l'autoroute, après remplacement de chacune des piles latérales 4, 5 par une structure porteuse S conforme à la présente invention et remodelage des talus 8, 9 en 8', 9', ce qui a permis d'élargir la largeur de l'autoroute en gagnant une voie supplémentaire sur chaque côté. Une structure porteuse S selon l'invention est constituée de deux consoles Cl, C2 en acier ou en béton armé ou précontraint situées de part et d'autre de la culée et du tablier du pont, qui partent du talus et passent en porte-à-faux au dessus de l'autoroute sensiblement au niveau du tablier de pont pour aboutir sous les deux cavaliers Tl, T2 qui sont disposés d'un côté et de l'autre du tablier et sont reliés l'un à l'autre par des câbles de précontrainte. On a représenté schématiquement en 11 l'un de ces câbles de précontrainte qui relient le cavalier T1 au cavalier opposé T2 situé de l'autre côté du pont. Cette précontrainte maintient les cavaliers en compression contre le tablier, comme les mâchoires d'un étau. Les câbles qui assurent la précontrainte peuvent traverser ou non le tablier, selon les réalisations. La figure 4 montre une réalisation dans laquelle le câble de précontrainte 11 passe dans une poutre 12 disposée sous le tablier, préfabriquée ou fabriquée in-situ. La figure 6 montre une réalisation dans laquelle le câble de précontrainte 11 passe d'abord dans le tablier 2 puis dans une poutre 12 réalisée in-situ. D'autres réalisations sont possibles. Dans la réalisation de la figure 4, il est avantageux de préfabriquer la poutre 12, la précontrainte définitive étant réalisée in-situ. La structure (poutre + cavaliers peut etre en acier, en béton ou combinant l'acier et le béton, par exemple en béton pour la poutre et en acier pour les cavaliers. La poutre transversale peut être disposée en avant de la pile à supprimer, ou en arrière de cette pile ou être double et se trouver de part et d'autre de la pile. Les cavaliers ont toute forme désirée pour leurs fonctions. Dans le cas représenté, ils ont une forme générale d'équerre. Les consoles ont également toute forme désirée pour leurs fonctions. Dans le cas représenté, elles présentent une partie centrale plus épaisse destinées à reposer sur les pieux. De préférence, comme dans le cas représenté, les parties 10 des cavaliers sous lesquelles aboutissent les consoles sont situées au-dessus du tablier en sorte que les parties des consoles qui sont en porte-à-faux audessus de l'autoroute peuvent être situées sensiblement au niveau du tablier du pont, sans réduire significativement la hauteur de passage sous le pont. Sur la figure 5, on a représenté schématiquement en traits interrompus, la pile 4 qui a été supprimée et, en traits pleins, la console C; et le nouveau talus 8', plus raide que l'ancien talus 8. Pour mettre en oeuvre l'invention, on peut réaliser les opérations consistant (fig. 7) à - mettre en place les deux cavaliers sur les côtés du tablier, à proximité de la pile à supprimer, par tout moyen approprié (fig. 7A) - réaliser dans le talus de part et d'autre de la culée des pieux P ou similaires jusqu'à la profondeur qui convient pour soutenir les consoles en service (fig. 7B) disposer sur les pieux les consoles (cul, C2) préfabriquées ou fabriquées in-situ en arrière de la culée (fig. 7B) ; faire glisser sur ces pieux les consoles jusqu'à ce que leurs extrémités avant soient situées sous les cavaliers (fig. 7C) ancrer les extrémités arrières des consoles dans le terrain du talus, par des ancrages R, de façon à empêcher leur basculement lorsqu'elles supporteront la charge du tablier (fig. 7C) - transférer la charge du tablier aux consoles, et supprimer tout contact entre le tablier et la pile à supprimer (fig. 7D); - installer des appuis définitifs entre les consoles et la poutre transversale - démolir la pile (fig. 7E) si nécessaire, remodeler le talus (fig. 7E). Pour transférer la charge du tablier aux consoles, on peut opérer de la façon suivante (figs. 8 et 9) - on interpose des vérins V et une pièce d'appui I entre les parties 10 des cavaliers sous lesquelles se trouvent les extrémités des consoles et ces extrémités, et on agit sur ces vérins pour décharger la pile à supprimer et transférer cette charge aux consoles - après transfert de la charge (et éventuellement démolition de la pile à ce stade) on agit sur les vérins pour faire reposer les cavaliers sur les pièces d'appui I et on élimine les vérins. L'invention n'est pas limitée à ces exemples de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour permettre l'élimination d'une pile latérale (4) supportant le tablier d'un pont (2) et proche d'un talus (8) dans lequel est établi une culée (6) du pont, pour permettre l'élargissement d'une voie de circulation (1) qui passe sous le pont, ce dispositif comportant deux consoles (cul, C2) qui sont appuyées sur des pieux (P) dans le talus (8) ou aux environs de ce talus , et qui s'étendent en porte à faux au-dessus de la voie (1) le long des côtés du tablier (2) du pont jusqu'au voisinage de la pile indésirable (4) pour maintenir par en dessous deux cavaliers (T1, T2) disposés sur les côtés du tablier, des moyens (11, 12) étant prévus pour que les cavaliers reçoivent la charge du tablier à la place de cette pile et la transmettent aux consoles et des moyens (R) étant prévus pour empêcher le basculement des consoles sous l'effet de cette charge. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les consoles (C1, C2) sont maintenues par des tirants d'ancrage (R) scellés dans le terrain ou par des contrepoids. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les consoles (cul, C2) ont une longueur d'environ deux fois la distance de la culée (6) du pont à la pile indésirable(4). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les consoles (cul, C2) sont en béton armé ou précontraint. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les consoles (C1, C2) sont en acier. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les cavaliers (tri, T2) présentent des parties (10) surélevées au dessus en sorte que les parties en porte-à-faux des consoles 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les cavaliers sont reliés par des câbles de précontrainte (11). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les câbles de précontrainte (11) passent sous le tablier (2) du pont. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les cavaliers (T1, T2) sont reliés par une poutre (12). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel la poutre est située sous le tablier du pont. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la poutre est en béton précontraint. 12. Procédé pour mettre en place un dispositif selon l'une des revendication 1 à 11, qui comprend les opérations consistant à - réaliser de part et d'autre de la culée (6) dans le talus (8) situé à proximité de la pile (o) à supprimer des pieux (P) aptes à supporter les consoles en service, - disposer sur les pieux les consoles (cl, C) préfabriquées ou fabriquées en arrière de la culée - mettre en place les cavaliers (T1, T2) à proximité du tablier (2) dans la région de la pile (4) à supprimer en sorte qu'ils puissent recevoir la charge du tablier - faire glisser les consoles (C1, C2) sur les pieux (P) jusqu'à ce qu'elles aboutissent sous les cavaliers (Tl, T2); - mettre en place les moyens (R) prévus pour empêcher le basculement des consoles. - transférer la charge du tablier (2) de la pile (4) aux cavaliers et des cavaliers (T1, T2) aux consoles (Cl, C2); - éliminer la pile (4) - éventuellement remodeler le talus (8).