Brevet FR2812310A1 — publié le 20020201

La présente invention concerne un longeron de pont préfabriqué et un procédé de fabrication d'un tel pont. L'invention s'applique plus particulièrement aux ponts qualifiés d'ouvrages courants, c'est-à-dire dont la portée n'excède pas trente-cinq mètres environ. Les ponts de ce type sont traditionnellement réalisés directement sur le site par coffrage étayé, ferraillage puis coulée du béton dans le coffrage. Les ponts en béton armé ainsi construits assurent une bonne reprise des efforts de flexion transversale. Ce procédé traditionnel est cependant particulièrement lourd et coûteux à mettre en oeuvre. En outre, il est très difficile de prévoir la durée de construction, notamment en raison de la variabilité du temps de prise du béton qui est utilisé S15 en grande quantité avec ce procédé. Il est connu également des éléments de pont préfabriqués en béton armé. L'utilisation de tels éléments s'avère relativement économique et permet une construction rapide. Toutefois, ces éléments ne peuvent résister qu'à de faibles sollicitations de flexion transversale de sorte qu'ils sont surtout utilisés dans la construction de ponts de faibles portées. Il existe aussi un procédé combinant l'utilisation de poutres préfabriquées en béton armé ou précontraint et la réalisation sur cellesci d'une dalle fabriquée de manière classique par coffrage, ferraillage et coulée du béton. Ces ponts sont résistants aux sollicitations de flexion transversale. Toutefois, la construction de ceux-ci nécessite de couler sur le site une quantité de béton qui reste importante et conduit à un temps de prise aussi long qu'un ouvrage traditionnel. De plus, Ces ponts ont une partie visible de dessous qui présente une succession de nervures (formées par les poutres) peu esthétique. Il serait donc intéressant de trouver un moyen pour combiner les avantages de la construction traditionnelle et de la construction préfabriquée sans présenter les inconvénients inhérents à ces deux modes de construction. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un longeron de pont préfabriqué qui comprend: - une poutre de béton comportant une section principale et une semelle ayant au moins une portion en saillie latérale de la section principale qui présente une face latérale d'accostage et définit une réserve latérale avec la section principale, - au moins un élément de précontrainte s'étendant longitudinalement pour contraindre en compression une partie de la poutre située sous la fibre neutre de celle- ci, et - une armature de renfort noyée dans la poutre et ayant des fers d'attelage s'étendant en saillie dans la réserve latérale. Ainsi, la résistance du longeron est apportée par la combinaison de la forme particulière de la poutre, la presence d'une armature de renfort et l'exercice d'une précontrainte. Cette combinaison permet de réaliser des ponts de portée relativement importante. En outre, les fers d'attelage permettent de relier transversalement deux longerons adjacents de manière simple en coulant du béton dans les réserves latérales en regard. Ceci permet une meilleure répartition des efforts de cisaillement et une reprise des sollicitations de flexion transversale. De plus, les longerons sont en appui sur les culées par les extrémités des semelles qui sont accolées par les faces d'accostage. La surface d'appui des longerons sur les culées est donc relativement importante et assure la stabilité provisoire de l'ouvrage. Par ailleurs, du fait de l'accolement des semelles des longerons, la surface du pont visible de dessous est sensiblement sans solution de continuité. Avantageusement, les fers d'attelage forment des boucles. Ceci assure un meilleur ancrage des fers d'attelage dans le béton et permet l'obtention d'une liaison entre deux longerons adjacents qui est particulièrement résistante. De préférence, les fers d'attelage s'étendent au- delà de la face latérale d'accostage. Ceci renforce la liaison entre les longerons adjacents. Selon une caractéristique particulière, la section principale comprend une surface supérieure présentant un décrochement d'extrémité en saillie dans lequel s'étendent des fers d'attelage. Ces fers permettent notamment d'assurer la liaison des longerons aux culées. La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un pont préfabriqué, qui comprend les étapes de: - disposer sur des culées au moins deux longerons présentant au moins l'une des caractéristiques précitées, - accoler les longerons par leurs faces d'accostage, - couler du béton dans les réserves latérales en regard des longerons. Le procédé est ainsi simple de mise en oeuvre. En outre, la quantité de béton utilisée est relativement faible, ce qui limite le temps de prise de celui-ci. De préférence, le béton est à base de fondu à retrait compensé. La prise du béton est alors particulièrement rapide. Selon une caractéristique avantageuse, les longerons sont maintenus accolés par au moins un tirant fixé à des crochets en saillie dans les réserves latérales. Le pont est ainsi précontrait selon une direction transversale, ce qui augmente la résistance du pont et permet de limiter le risque d'un décalage ultérieur des longerons les uns par rapport aux autres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective et en coupe transversale d'un pont conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective et en coupe transversale de deux longerons centraux de ce pont; - la figure 3 est une vue partielle en coupe transversale selon le plan III de la figure 1; - la figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une extrémité du pont. Le longeron et le procédé conformes à l'invention sont utilisés pour la construction de ponts préfabriqués et sont plus particulièrement adaptés à la construction de ponts ayant une portée inférieure à trente-cinq mètres environ et sont destinés à enjamber des voies de circulation, des cours d'eau, des gorges... pour permettre le passage d'une voie de circulation ou de conduites, former une passerelle, supporter un remblai.. . L'invention s'applique à la réalisation de ponts à tablier hyperstatique ou isostatique. Dans le mode de mise en oeuvre décrit, les longerons utilisés sont de deux types à savoir des longerons centraux et des longerons latéraux respectivement désignés par les références générales l.A et l.B. Les parties identiques ou analogues de ces longerons porteront dans la suite de la description des références numériques identiques. Les longerons 1.A et 1.B comprennent une poutre en béton généralement désignée en 2 qui comporte une section principale 3 et une semelle 4 s'étendant sous la section principale 3. La semelle 4 des longerons centraux 1.A possède deux portions 5 opposées en saillie latérale de la section principale 3. Chaque portion 5 a une face latérale d'accostage 6 sensiblement plane et verticale et définit avec la section principale 3 une réserve latérale 7. La semelle 4 des longerons latéraux 1.B possède une portion 5 en saillie latérale de la section principale 3. Cette portion 5 a une face latérale d'accostage 6 sensiblement plane et verticale et définit avec la section principale 3 une réserve latérale 7. Chaque longeron 1.A, 1.B comprend des élément de précontrainte 8 s'étendant longitudinalement dans la partie de la poutre 2 s'étendant sous la fibre neutre de celle-ci (la position de la fibre neutre est déterminée de manière connue en elle-même) pour contraindre en compression cette partie de la poutre 2. Les éléments de précontrainte 8 sont par exemple des câbles, des barres ou des fils adhérents en acier qui sont mis en tension avant d'être noyés dans le béton constituant la poutre. La partie précontrainte comprend ici la semelle 4 et la portion de la section principale 3 adjacente à la semelle 4. La répartition des élément de précontrainte 8 est déterminée de manière que la précontrainte croisse dans un sens d'éloignement par rapport à la fibre neutre. La valeur de la précontrainte à exercer est calculée en fonction des efforts de flexion que les longerons sont destinés à supporter. Chaque longeron 1.A, 1.B comprend une armature de renfort 9 noyée dans le béton constituant la poutre 2. L'armature de renfort 9 est ici conçue pour renforcer la section principale 3, la semelle 4 et la liaison de celles- ci. L'armature de renfort 9 est dimensionnée en fonction des sollicitations que les longerons sont destinés à subir. L'armature de renfort 9, réalisée par assemblage de tiges d'acier, comporte des fers d'attelage transversaux 10 (non représentés à la figure 4) formant des boucles s'étendant dans les réserves latérales 7 au-delà des faces latérales d'accostage 6, des fers d'attelage longitudinaux 11 s'étendant en saillie des extrémités de la poutre 2 et des fers d'attelage longitudinaux 12 s'étendant en saillie dans un renfoncement d'extrémité 13 ménagée dans une extrémité de la surface supérieure 14 de la poutre 2. Chaque longeron 1.A, 1.B comprend également des crochets 15 (visibles sur la figure 3) répartis sur la longueur de la poutre 2 qui sont ancrés dans la section principale 3 pour s'étendre en saillie dans la réserve latérale 7. Les crochets 15 peuvent être solidaires de l'armature de renfort 9 ou indépendants de celle-ci. Les longerons 1.A et 1.B sont réalisés au moyen de techniques classiques de construction d'ouvrages en béton armé et en béton précontraint. La construction d'un pont conformément à l'invention débute par la réalisation de culées 16 sur lesquelles les extrémités des longerons sont destinées à venir en appui. Des fers d'attelage 17 recourbés (visibles à la figure 4) s'étendent en saillie des culées 16. Les culées 16 sont ici réalisées en béton armé directement sur le site. Après solidification des culées 16, les longerons 1.A, 1.B sont disposées sur les culées 16 sur lesquelles ils reposent par les extrémités de leur semelle 4. Les longerons centraux 1.A s'étendent entre les longerons latéraux 1.B. Les longerons 1.A et 1.B sont accolés les uns aux autres par leurs faces d'accostage 6 (les longerons latéraux sont donc disposés de manière que la face d'accostage 6 de l'un soit orientée vers la face d'accostage 6 de l'autre). On constate également que les fers d'attelage transversaux 10 de chaque longeron sont agencés de manière qu'ils puissent être insérés entre les fers d'attelage transversaux 10 du ou des longerons adjacents. La longueur en saillie des fers d'attelage transversaux 10 et la section des tiges d'acier les constituant sont déterminées en fonction des sollicitations de flexion transversale que doit supporter le pont. L'adaptation des longerons aux efforts à supporter est ainsi effectuée rapidement en modifiant ces paramètres lors de la fabrication des longerons. Les crochets 15 en regard des longerons adjacents sont reliés les uns aux autres par des tirants généralement désignés en 18 (visibles à la figure 3) exerçant une traction sur les crochets visant à les rapprocher et appliquant ainsi les faces d'accostage 6 les unes sur les autres. Les tirants 18 comprennent par exemple deux tiges filetées 19 ayant une extrémité recourbée 20 et une extrémité droite 21, et un manchon de liaison 22 ayant des extrémités taraudées selon des pas inversés pour recevoir les extrémités droites 20 des tiges 19 de manière qu'une rotation du manchon dans un sens donné provoque le rapprochement des deux tiges. Du béton 23 à base de fondu ou à retrait compensé est ensuite coulé dans les réserves latérales 7 en regard pour recouvrir les fers d'attelage transversaux 10 et les tirants 18 et au niveau des extrémités des longerons 1.A, 1.B pour encastrer ces extrémités des longerons et recouvrir les fers d'attelage 11, 12 et 17. L'utilisation de béton 23 à base de fondu ou à retrait compensé est particulièrement intéressante lorsque le délai de construction est très court, ce béton s'avérant bien adapté à la réalisation de ponts du type de l'invention et ayant un temps de prise relativement court. Du béton classique peut également être utilisé. On remarque que les fers d'attelage 11 et 12 sont recourbés pour assurer la continuité des efforts à l'encastrement. D'une manière générale, la mise en oeuvre de l'invention ne nécessite que du matériel de manutention couramment disponible sur un chantier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, le longeron peut avoir une face d'accostage agencée pour coopérer avec une face d'accostage d'un longeron adjacent afin de former un joint, par exemple une face d'accostage formant un mouton et/ou une face d'accostage formant une gueule de loup. En outre, le nombre de longerons et la longueur de ceux-ci peuvent être modifiés en fonction des dimensions de l'obstacle à enjamber et de celles de la voie à faire passer. Par ailleurs, la section (forme, proportions, dimensions) de la poutre 2 peut également être modifiée en fonction des efforts à supporter, de la longueur de la poutre... Cette section peut également être allégée par admission d'un corps creux ou en matériau léger à l'intérieur de la poutre 3. REVEND I CATIONS 1. Longeron de pont préfabriqué, caractérisé en ce qu'il comprend: - une poutre de béton (2) comportant une section principale (3) et une semelle (4) ayant au moins une portion (5) en saillie latérale de la section principale qui présente une face latérale d'accostage (6) et définit une réserve latérale (7) avec la section principale, - au moins un élément de précontrainte (8) s'étendant longitudinalement pour contraindre en compression une partie de la poutre située sous la fibre neutre de celleci, - et une armature de renfort (9) noyée dans la poutre (2) et ayant des fers d'attelage (10) transversaux s'étendant en saillie dans la réserve latérale (7). 2. Longeron selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fers d'attelage (10) forment des boucles. 3. Longeron selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les fers d'attelage (10) s'étendent au-delà de la face latérale d'accostage (6). 4. Longeron selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie précontrainte comprend au moins la semelle (4). 5. Longeron selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face d'accostage (6) est sensiblement plane et verticale. 6. Longeron selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des crochets (15) s'étendant en saillie dans la réserve latérale (7). 7. Longeron selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section principale (3) comprend une surface supérieure (14) présentant un décrochement d'extrémité (13) en saillie dans lequel s'étendent des fers d'attelage (12) longitudinaux. 8. Procédé de réalisation d'un pont préfabriqué, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - disposer sur des culées (16) au moins deux longerons (1.A, 1.B) selon l'une quelconque des revendications précédentes, - accoler les longerons par leurs faces d'accostage (6), - couler du béton (23) dans les réserves latérales (7) en regard des longerons. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le béton (23) est à base de fondu ou à retrait compensé. 10. Procédé selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que les longerons (1.A, 1.B) sont maintenus accolés au moyen d'une précontrainte transversale.