Brevet FR2941242A1 — publié le 20100723

La présente invention relève du domaine de construction des ouvrages d'arts (ponts). Cette invention concerne un dispositif entrant dans la composition des tabliers de ponts à bowstrings, notamment métalliuses. La présente invention se rapporte en particulier à un dispositif de support d'extrémité d'un pont à bowstrings, ainsi qu'à un pont à bowstrings comportant un dispositif de ce genre. Le bowstring est un type particulier de structure porteuse de tablier de pont permettant à ce dernier de franchir l'objet même pour lequel il a été défini, que ce soit une route, un canal, une rivière ou toute autre installation. Un bowstring de pont est un assemblage de trois composants : une structure en arc appelée arc, une structure formant tirant appelée tirant et un ensemble de suspentes reliant l'arc et le tirant. L'arc et le tirant d'un même bowstring sont solidarisés en leurs extrémités par un ensemble appelé � nœud arc/tirant �. Un même bowstring comporte donc deux � nœuds arc/tirant �, soit un à chacune de ses extrémités. Généralement, un tablier de pont à bowstrings comporte deux bowstrings, chacun étant placé de part et d'autre de la plate-forme utile du tablier du pont. Un tablier de pont à bowstrings comporte donc généralement deux arcs, deux tirants, un nombre variable de suspentes et quatre nœuds � arc/tirant �. Traditionnellement, les bowstrings d'un pont sont posés en chacune de leurs extrémités sur un dispositif appelé appareil d'appui lui-même étant sur un élément de structure généralement en maçonnerie appelé, suivant les cas, pile ou culée. Ce dernier transmet aux fondations les charges apportées par le tablier du pont. Traditionnellement, les bowstrings des ponts sont réalisés en un seul matériau qui est dans la très grande majorité des cas l'acier ou le béton armé. L'utilisation du matériau béton présente deux inconvénients reconnus dans le cas d'utilisation pour les structures fines composant les bowstrings, le premier étant le poids important des structures en béton et le second étant la grande sensibilité de ce matériau aux agressions chimiques (liées entre autres aux pollutions atmosphériques) et hivernales (cycles gels/dégels). L'utilisation du matériau acier présente un avantage : la légèreté globale des structures, et deux inconvénients : le coût élevé de la réalisation en acier des nœuds � arc/tirant � en raison de la complexité des structures à réaliser et la sensibilité de l'acier aux phénomènes de corrosion. Aussi, traditionnellement, les structures en acier sont revêtues par un complexe anticorrosion (peinture) qui doit être renouvelé dans le cadre d'opérations périodiques d'entretien. Cependant, ces opérations d'entretien sont très difficiles à réaliser dans les espaces très réduits situés aux confins des � nœuds arcs/tirants � placés dans des zones souvent humides et soumis aux sels de déverglaçage, ce qui favorise la corrosion de l'acier. Ainsi, on aimerait avoir à disposition un pont à bowstrings majoritairement, notamment principalement, en acier ou un matériau analogue, c'est à dire sensible à la corrosion mais avantageusement léger, sans avoir à supporter des frais d'entretien élevés liés à des opérations d'entretien compliquées, fastidieuses et nécessitant d'être renouvelées fréquemment. Suivant l'invention, le dispositif de support d'extrémité d'un pont bowstring comportant un tablier, au moins un arc, de préférence deux arcs, et au moins un tirant, de préférence deux tirants, les deux arcs et les deux tirants s'étendant d'une extrémité du pont à l'autre, est caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins un bloc d'ancrage d'extrémité, le bloc d'ancrage d'extrémité étant sensiblement en un matériau qui n'est pas sensible à la corrosion, par exemple en béton, ledit au moins un bloc comportant une pluralité de réservations traversant le bloc d'une facette frontale tournée vers le tablier vers, notamment jusqu'à une facette arrière tournée dans une direction opposée, ces réservations étant traversées par des barres de précontraintes qui font saillie au delà de la facette frontale, de sorte qu'une extrémité d'un tirant venant porter contre la facette frontale peut être fixée aux barres de précontrainte, et le au moins un bloc comportant en outre une facette de support d'arc tournée vers le pont en faisant un angle par rapport à la direction dans laquelle s'étend le ou les tirant (s), cette facette étant destinée à supporter une extrémité d'un arc du pont. Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients liés à la corrosion de l'acier dans les zones des � noeuds arc/tirant � tout en conservant l'avantage lié à la légèreté globale des structures en acier. Suivant l'invention, en effet, on a maintenant éliminé les parties (communément appelées noeuds tirant- arc) du pont bowstring qui étaient les plus complexes à entretenir lorsqu'elles sont en acier, à savoir les parties d'extrémités où se rejoignent les arcs, le tablier et les tirants, en les remplaçant par un ou des blocs en béton ayant les caractéristiques ci dessus. Ainsi, certes le pont bowstring n'est plus entièrement en acier, mais peut le rester dans sa grande majorité (tablier, tirants, arcs) et ainsi conserver l'avantage d'être léger tout en étant maintenant beaucoup plus simple à entretenir. De préférence, il est prévu deux blocs à chaque extrémité séparés par une entretoise destinée à supporter le joint de chaussée du tablier. De préférence, les deux faces frontale et arrière du 10 ou de chaque bloc sont mutuellement parallèles, notamment sensiblement verticales. De préférence, le ou chaque bloc d'ancrage a la forme d'un parallélépipède terminé dans sa partie supérieure par une partie en faîte dont l'un des pans constitue la 15 facette de support d'arc. De préférence, les deux blocs et l'entretoise entre eux sont d'une pièce. Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, le dispositif comporte en effet selon une 20 caractéristique deux blocs d'ancrage massifs insensibles à la corrosion, présentant chacun quatre faces planes principales fonctionnelles et les évidements pour passages de barres précontraintes destinés à assurer l'assemblage entre elles des extrémités d'un arc et d'un 25 tirant métalliques, ces deux blocs d'ancrage étant reliés entre eux par une entretoise. La première face fonctionnelle est destinée à être en contact avec l'extrémité du tirant. La seconde face fonctionnelle est destinée à être en contact avec l'extrémité de l'arc. La 30 troisième face fonctionnelle est parallèle et opposée à la première face. La quatrième face est horizontale et constitue la face d'appui du dispositif sur son support. Le dispositif assure la transmission de la charge apportée par le tablier du pont aux appareils d'appui d'une même pile ou culée sur lesquels il est posé, tout en reprenant les efforts de compression apportés par les arcs et de traction apportée par les tirants remplissant donc le rôle des � nœud arc/tirant � des bowstrings en acier. Le dispositif selon l'invention étant constitué d'un matériau non sujet aux phénomènes de corrosion, les réfections des revêtements dans le cadre des opérations d'entretien périodiques sont rendues inutiles. Selon des modes particuliers de réalisation : - chacun des blocs d'ancrage peut comporter deux faces parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe du tirant du bowstring et des évidements ou réservations pour passage de barres précontraintes comprimant ce bloc d'ancrage et assurant ainsi l'ancrage et la reprise des efforts de traction transmis par le tirant. - chacun des blocs d'ancrage peut comporter une face perpendiculaire à la tangente à l'axe de l'arc du bowstring en son extrémité et des barres d'ancrage permettant d'assurer ainsi la fixation et la reprise des efforts de compression transmis par cet arc. - chacun des blocs d'ancrage peut comporter une face inférieure horizontale assurant ainsi la transmission des charges du tablier du pont à l'appareil d'appui sur lequel il est posé. - chacun des blocs d'ancrage peut être réalisé en béton armé massif. - l'entretoise entre les deux blocs d'ancrage peut être réalisée en béton armé. 30- les faces des blocs d'ancrage en contact avec les extrémités des arcs et des tirants peuvent être munies de stries horizontales pour traitement de l'interface � bloc d'ancrage / platine en acier du tirant ou de l'arc � par injection de produit approprié (résine époxy ou autre). - les barres d'ancrages précontraintes peuvent être en acier et protégées par injection de coulis de ciment 5 ou de cire. La présente invention se rapporte également à un pont bowstring, comportant au moins un tirant, de préférence deux tirants, au moins un arc, de préférence deux arcs, et deux dispositifs suivant l'invention, chacun à une 10 extrémité du pont, chaque arc ayant ses deux extrémités portant contre une facette de support d'arc d'un bloc d'ancrage et chaque tirant portant contre une facette frontale d'un bloc en étant fixé aux barres de contraintes qui font saillie du bloc. 15 De préférence, l'extrémité ou chaque extrémité du tirant comporte une platine, notamment en métal, par exemple en acier, qui porte contre sa facette frontale respective, en étant fixée aux barres de pré contrainte faisant saillie de la facette frontale respective par des 20 moyens de fixation, par exemple par rivetage. De préférence, les arcs portent contre les faces qui reçoivent la totalité des efforts de compression apportés par les arcs, les faces destinées à être en contact avec les extrémités des arcs étant perpendiculaires aux 25 tangentes à l'axe des arcs en leurs extrémités. De préférence, les faces destinées à être en contact avec les extrémités des tirants sont perpendiculaires aux axes de ces derniers en leurs extrémités. Aux dessins annexés il est représenté un mode de 30 réalisation de l'invention, donné uniquement à titre d'exemple: La figure 1 représente schématiquement en perspective une structure de tablier de pont à bowst_rngs ; La figure 2 représente en perspective un mode de 5 réalisation d'un dispositif de support d'extrémité suivant l'invention ; La figure 3 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 2 ; et La figure 4 représente, vu en coupe, une partie d'un pont 10 suivant l'invention incorporant le dispositif des figures 2 et 3. Un pont P bowstring comporte un tablier 20 s'étendant suivant une direction donnée, en général horizontale, entre deux extrémités où sont disposés respectivement 15 deux dispositifs d'extrémité de support suivant l'invention. Deux tirants 21 s'étendent le long du tablier, de part et d'autre de celui ci. Deux arcs 22 s'étendent entre les deux extrémités, sensiblement dans le plan vertical au dessus de chaque tirant respectif, et 20 en ayant chacune de ses extrémités qui vient porter contre une facette 4 d'un bloc respectif. Au niveau des extrémités, l'arc fait un angle avec le tirant, par exemple compris entre 20 et 50°. Les arcs et les tirants sont en matière métalliques, notamment en acier. Le 25 tablier est en métal ou en béton. Chaque dispositif comporte deux blocs d'ancrage 1 et 2, comportant chacun quatre faces principales fonctionnelles 3, 4, 5, 6 et des évidements ou réservations 7 pour passage de barres précontraintes 8. 30 La première face fonctionnelle 3 est destinée à être en contact avec l'extrémité du tirant. La seconde face fonctionnelle 4 est destinée à servir de base d'appui à l'extrémité de l'arc. La troisième face fonctionnelle 5 est destinée à ancrer les barres de précontrainte. La quatrième face 6 est horizontale et constitue la face d'a ii du dispositif sur son support. ~e dispositif comporte de plus une entretoise 9 entre les deux blocs d'ancrage maintenant la position relative de l'un par rapport à l'autre. - La première face fonctionnelle 3 destinée à être en contact avec l'extrémité du tirant est perpendiculaire à l'axe de ce dernier en son extrémité. - La seconde face fonctionnelle 4 destinée à être en contact avec l'extrémité de l'arc est perpendiculaire à la tangente à l'axe de l'arc en son extrémité. - La troisième face fonctionnelle 5 est parallèle et opposée à la première face et est destinée à ancrer 15 les barres de précontrainte. - Les réservations 7 sont cylindriques, en ayant leur axe parallèle à ladite direction donnée. - L'ensemble (à l'exception des barres de précontraintes) du dispositif est en béton armé (blocs 20 d'ancrages 1 et 2 et entretoise 8). - les faces 3 et 4 des blocs d'ancrage en contact avec les extrémités des arcs et des tirants sont munies de stries 12 horizontales pour améliorer l'adhérence avec traitement de l'interface � bloc d'ancrage / platine en 25 acier du tirant et de l'arc � par injection de produit approprié (résine époxy ou autre). - les barres d'ancrages précontraintes 8 sont filetées et en acier. A l'extrémité du tirant destinée à venir porter 30 contre la face 3 frontale, le tirant comporte une platine 11 venant se plaquer contre la face frontale 3. Elle comporte des trous permettant le passage à travers eux des extrémités des barres 8 qui font saillie hors de la face 3 pour une fixation par rivetage de !a platine et donc du tirant au bloc. L'entretoise 9 est un parallélépipède rectangle, ayant une face supérieure 13, une face inférieure 14, deux faces latérales 15 et deux faces frontales 16 en contact respectivement avec les faces 17 latérales intérieures (par rapport au pont) des blocs 1 et 2. Le tablier T est destiné à porter sur la face 10 supérieure de l'entretoise 9. La face supérieure de chaque bloc est constituée, de l'extérieur vers l'intérieur du pont d'une facette 18 plane horizontale, poursuivie par une facette 19 inclinée vers le haut jusqu'à un sommet 23, duquel s'étend vers 15 l'intérieur du pont la facette 4 de support contre laquelle vient porter une extrémité d'un arc. A titre d'exemple non limitatif, le dispositif aura des dimensions de l'ordre du mètre en hauteur, la largeur étant doublée et la longueur de l'ordre d'une dizaine de 20 mètres étant adaptée à la distance entre les deux bowstrings. Le dispositif selon l'invention est destiné aux Maîtres d'oeuvres et entreprises pour la réalisation des ponts à bowstrings.