Brevet FR2843985A1 — publié le 20040305

La présente invention concerne un longeron en béton préfabriqué et plus particulièrement un longeron de pont. Afin de limiter l'impact, tant sonore que visuel, des voies de circulation sur l'environnement notamment urbain, les voies de circulation sont réalisées au fond de tranchées. Des ouvrages de franchissement enjambant ces tranchées sont alors prévus afin de former des platesformes qui permettent d'enterrer les voies de circulation et de procurer aux riverains un espace supplémentaire susceptible d'accueillir des aménagements urbains et de la végétation. On a pensé à recourir à des longerons préfabriqués en béton pour réaliser ces ouvrages de franchissement. Ces longerons préfabriqués comprennent une poutre de béton armé et précontraint comportant une section principale et une semelle ayant des portions qui s'étendent en saillie latérale de la section principale pour définir avec celle-ci une réserve latérale et qui présentent une face latérale d'accostage. Des fers d'attelage s'étendent en saillie de la poutre dans les réserves latérales. L'ouvrage de franchissement est formé de tels longerons qui reposent par leurs extrémités sur des culées et qui sont en contact les uns avec les autres par leurs faces latérales d'accostage. Les longerons sont solidarisés entre eux par du béton coulé dans les réserves latérales. L'ouvrage de franchissement ainsi réalisé présente l'avantage d'avoir une surface inférieure lisse qui favorise l'évacuation des gaz d'échappement et la circulation d'air tout en ayant un aspect esthétique relativement agréable à l'oeil. En outre, ce mode de réalisation est particulièrement rapide et relativement peu coûteux. Cependant, il est de plus en plus demandé que l'ouvrage de franchissement soit percé d'ouvertures destinées à former des puits de lumière ou des trémies d'extraction de fumées. Or, les longerons du type précité rendent difficile la réalisation de telles ouvertures qui pourraient, si elles étaient mal réalisées, affaiblir la structure. Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen permettant la construction, au moyen de longerons préfabriqués, d'ouvrages de franchissement percés d'ouvertures. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un longeron de pont préfabriqué comprenant une poutre comportant une section principale et une semelle ayant des portions qui s'étendent en saillie latérale de la section principale et qui présentent une face latérale d'accostage, la poutre ayant au moins une extrémité pourvue d'éléments d'appui s'étendant au-dessus de la semelle latéralement en saillie de chaque face d'accostage. Ainsi, le longeron peut prendre appui par une extrémité sur une des culées et par l'autre extrémité sur les poutres adjacentes par l'intermédiaire des éléments d'appui qui vont reposer sur les portions latérales des semelles des poutres adjacentes pour former un chevêtre. Il est alors possible de réaliser une ouverture par exemple en disposant bout-à-bout deux longerons de ce type de manière à laisser entre eux un espace formant l'ouverture. De préférence, chaque élément d'appui a transversalement à la poutre une dimension sensiblement égale au double de la largeur de la portion de semelle correspondante. Chaque élément d'appui peut alors s'étendre jusqu'à la section principale de la poutre adjacente. Avantageusement, ce longeron comprend : - au moins un élément de précontrainte s'étendant longitudinalement pour contraindre en compression une partie de la poutre située sous la fibre neutre de celleci, - et une armature de renfort noyée dans la poutre et ayant des fers d'attelage transversaux s'étendant en saillie dans une réserve latérale définie par les portions de semelle et la section principale. Ainsi, la résistance du longeron est apportée par la combinaison de la forme particulière de la poutre, la présence d'une armature de renfort et l'exercice d'une précontrainte. Cette combinaison permet de réaliser des ponts de portée relativement importante, jusqu'à trentecinq mètres environ. 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 la culée par une des 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. L'invention concerne également un longeron en béton préfabriqué comprenant une poutre comportant une section principale et une semelle ayant au moins une portion qui s'étend en saillie latérale de la section principale et qui présente une face latérale d'accostage, la portion de semelle possédant au moins une zone de résistance mécanique renforcée. Des longerons de ce type peuvent être utilisés de part et d'autre du longeron comportant les éléments d'appui pour que ces derniers reposent sur les zones de résistance mécanique renforcée, ces longerons reposant sur les culées par leurs extrémités. la zone de résistance mécanique renforcée comporte une surépaisseur. La zone de la portion latérale de la semelle de ces longerons sur laquelle repose un élément d'appui est alors renforcée par la surépaisseur. Avantageusement, le longeron comprend : - au moins un élément de précontrainte s'étendant longitudinalement pour contraindre en compression une partie de la poutre située sous la fibre neutre de celleci, - et une armature de renfort noyée dans la poutre et ayant des fers d'attelage transversaux s'étendant en saillie dans une réserve latérale définie par les portions de semelle et la section principale. Ainsi, comme précédemment, la résistance du longeron est apportée par la combinaison de la forme particulière de la poutre, la présence d'une armature de renfort et l'exercice d'une précontrainte, ce qui permet de réaliser des ponts de portée relativement importante, et les fers d'attelage permettent de relier transversalement deux longerons adjacents de manière simple en coulant du béton dans les réserves latérales en regard pour une meilleure répartition des efforts de cisaillement et une reprise des sollicitations de flexion transversale. 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 schématique partielle de dessus d'un pont conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique partielle de ce pont en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. Les longerons conformes à l'invention sont utilisés pour la construction d'ouvrages de franchissement tels que des ponts ou des plates-formes destinées à enjamber des voies de circulation. Dans le mode de mise en oeuvre décrit, les longerons utilisés sont de trois types à savoir des longerons de rive, des longerons centraux longs et des longerons centraux courts respectivement désignés par les références générales l.A, l.B, l.C. Les parties identiques ou analogues de ces longerons porteront dans la suite de la description des références numériques identiques. Les longerons l.A, l.B, l.C 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 de rives l.A 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. La semelle 4 des longerons centraux l.B, 1.C 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 poutre 2 des longerons centraux courts l.C a une extrémité 11 destinée à reposer sur une culée et, à l'opposé, une extrémité 12 pourvue d'éléments d'appui 13 s'étendant au-dessus de la semelle 4 latéralement en saillie de chaque face d'accostage 6. Chaque élément d'appui 13 a transversalement à la poutre 2 une dimension sensiblement égale au double de la largeur de la portion 5 de semelle 4 correspondante. Chaque longeron central long l.B a une portion 5 de semelle 4 qui possède une zone 14 ayant une surépaisseur de renfort. Chaque longeron l.A, l.B, l.C comprend des éléments 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 éléments 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 l.A, l.B, l.C 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 cellesci l'une à l'autre. 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 1) formant des boucles s'étendant dans les réserves latérales 7 au-delà des faces latérales d'accostage 6. L'armature de renfort 9 comprend également des fers d'attelage longitudinaux s'étendant en saillie de l'extrémité 11 de la poutre 2 (pour les longerons centraux courts l.C) ou des deux extrémités de la poutre 2 (pour les longerons l.A, l.B) destinées à reposer sur les culées afin de relier celles-ci aux culées. Les longerons l.A, l.B, l.C sont réalisés au moyen de procédés de fabrication connus en eux-mêmes pour la construction d'ouvrages en béton armé et en béton précontraint. La construction d'un ouvrage de franchissement conformément à l'invention débute par la construction de culées 15 ici réalisées en béton armé directement sur le site. Après solidification des culées 15, les longerons l.A, l.B, l.C sont disposées sur les culées 15. Les deux longerons centraux longs l.B sont tout d'abord disposés sur les culées 15 sur lesquelles ils reposent par les extrémités de leur semelle 4. Les longerons l.B sont espacés l'un de l'autre de manière à pouvoir disposer entre ceux-ci les deux longerons centraux courts l.C. Les deux longerons centraux courts l.C ont ici une longueur inférieure à la moitié de celle des longerons l.A et l.B. Les deux longerons centraux courts l.C sont montés dans le prolongement l'un de l'autre pour laisser entre leurs extrémités 12 une ouverture 16. Les deux longerons centraux courts l.C reposent chacun par leur extrémité 11 sur une des culées 15 et par les éléments d'appui 13 de leur extrémité 12 sur les zones 14 des portions 5 de semelle 4 des longerons centraux longs l.B. Les longerons de rive l.A sont ensuite disposés de part et d'autre des longerons centraux longs l.B. Les longerons l.A, l.B, l.C sont accolés les uns aux autres par leurs faces d'accostage 6 (les longerons de rive l.A 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). Les fers d'attelage transversaux 10 de chaque longeron l.A, l.B, l.C 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, la section 5 10 15 20 25 30 35 et l'espacement 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 longerons l.A, l.B, l.C adjacents peuvent être reliés les uns aux autres par des tirants exerçant une traction sur les longerons visant à les rapprocher et appliquant ainsi les faces d'accostage 6 les unes contre les autres. Du béton 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 et au niveau des extrémités des longerons l.A, l.B, l.C pour encastrer ces extrémités des longerons et recouvrir les extrémités libres des fers d'attelage longitudinaux. L'utilisation de béton 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. Bien entendu, on évitera de préférence, au besoin à l'aide d'un coffrage, que du béton ne vienne s'écouler dans l'ouverture 16. La forme en boucle des fers d'attelage transversaux 10 assure un meilleur ancrage des fers d'attelage dans le béton et permet l'obtention d'une liaison entre les longerons adjacents qui est particulièrement résistante. 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, les longerons peuvent 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. Lorsque les charges supportées par les longerons centraux courts sont relativement faibles, les longerons centraux longs peuvent ne pas présenter de portion de semelle avec surépaisseur. Le nombre d'ouvertures et la position des ouvertures peuvent être modifiées en fonction de la configuration de l'ouvrage de franchissement. Ainsi, or peut ménager une ouverture à proximité d'un des longerons de rive, les longerons centraux courts reposant alors sur le longeron de rive (le longeron de rive comporte des zones de résistance mécanique renforcée pour servir d'appui aux éléments d'appui) et sur le longeron central long adjacent. On peut également ménager une ouverture à proximité d'une culée. On utilise alors de préférence un seul longeror central court ayant une longueur telle que le longeror central court délimite avec la culée ladite ouverture (le longueur du longeron central court est sensiblement égale à la longueur des autres longerons diminuée d'une part de la dimension de l'ouverture et d'autre part de la moitié de la longueur de ces longerons reposant sur les culées). Le longeron central court peut également avoir ses deux extrémités pourvues d'éléments d'appui pour former des chevêtres et prendre appui sur des longerons centraux long ayant chacun une portion latérale pourvue de deux zones de résistance mécanique renforcée afin de recevoir les éléments d'appui du longeron central court. En outre, la zone de résistance mécanique renforcée des longerons centraux longs peut incorporer des armatures de renfort supplémentaires. REVENDICATIONS 1. Longeron préfabriqué en béton comprenant une poutre (2) comportant une section principale (3) et une semelle (4) ayant des portions (5) qui s'étendent en saillie latérale de la section principale et qui présentent une face latérale d'accostage (6), caractérisé en ce que la poutre a au moins une extrémité pourvue d'éléments d'appui (13) s'étendant au-dessus de la semelle latéralement en saillie de chaque face d'accostage. 2. Longeron selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément d'appui (13) a transversalement à la poutre (2) une dimension sensiblement égale au double de la largeur de la portion (5) de semelle (4) correspondante. 3. Longeron selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - 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 celle-ci, - et une armature de renfort (9) noyée dans la poutre (2) et ayant des fers d'attelage (10) transversaux s'étendant en saillie dans une réserve latérale (7) définie par les portions de semelle et la section principale. 4. Longeron préfabriqué en béton comprenant une poutre (2) comportant une section principale (3) et une semelle (4) ayant au moins une portion (5) qui s'étend en saillie latérale de la section principale et qui présente une face latérale d'accostage (6), caractérisé en ce que la portion (5) de semelle (4) possède au moins une zone (14) de résistance mécanique renforcée. 5. Longeron selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone (14) de résistance mécanique renforcée comporte une surépaisseur. 6. Longeron selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend : - 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 celle-ci, - et une armature de renfort (9) noyée dans la poutre (2) et ayant des fers d'attelage (10) transversaux s'étendant en saillie dans une réserve latérale (7) définie par les portions de semelle et la section principale.