EP0433170A1 - Pont composé de piles portant des éléments de tablier successifs - Google Patents

Pont composé de piles portant des éléments de tablier successifs Download PDF

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EP0433170A1
EP0433170A1 EP90403548A EP90403548A EP0433170A1 EP 0433170 A1 EP0433170 A1 EP 0433170A1 EP 90403548 A EP90403548 A EP 90403548A EP 90403548 A EP90403548 A EP 90403548A EP 0433170 A1 EP0433170 A1 EP 0433170A1
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Daniel Dutoit
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Jean Muller International
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/02Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice

Definitions

  • the present invention relates to a bridge composed of piers having at their top horizontal bearing surfaces, on which rest successive deck elements.
  • Bridges constructed according to the technique just indicated are very widespread, generally the deck elements are prefabricated on the ground, and put in place so that they rest by their two ends on the top of a pile. Although the inherent stability of such constructions is very good, it is preferred, especially in the case of railway bridges, or bridges built in seismic zones, to secure the deck elements with the piers, while leaving the possibility of the small movements necessary, in order to prevent movements of large amplitude which could lead to the fall of the element of the deck, for example in the event of derailment or of earthquakes.
  • stabilization rods are provided which pass obliquely on the one hand all or part of the deck element, outside the pile, and on the other hand, part of the pile, which extends horizontally in a direction parallel to that of the bridge, and which constitutes a console.
  • Such an arrangement is expensive, because it requires a widening of the top of the stack, more or less long holes in the thickness of the deck, and stabilizing tie rods of a relatively large length.
  • the object of the present invention is to provide a bridge in which the problem of stabilization is resolved in a simpler and less costly manner, while having an efficiency at least equal to that of the known device.
  • the invention provides a bridge composed of masonry piers carrying at their top essentially horizontal bearing surfaces, on which rest successive deck elements via support plates designed to allow the possibility of small relative movements, stabilizing tie rods connecting the deck elements to the stacks so as to prevent an unwanted relative movement, in particular vertical, while leaving the possibility of said small movements, this bridge having the particularity that each apron element is integral with a metal retaining plate, more or less horizontal, which rests on the said plate or plates and protrudes beyond this plate or these plates in the direction of the vertical axis of the stack, and the stabilizing tie rods are substantially vertical and connect the stack to said plate.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to reduce both the volume of the top of the pile, and the length of the anchor rods, in particular by the fact that they no longer have to cross a more or less significant portion of the height of the deck element, but only the metal plate, which, despite its robustness, is obviously less thick.
  • the invention can be applied to the case where the deck elements are metallic constructions, but of course, it applies more particularly to the case where these elements are made of concrete.
  • the deck elements rest on the top of the pile by means of rigid support plates or of elastomeric material, intended to avoid direct contact of the concrete of the deck element with the concrete of the pile.
  • the retaining plate is anchored in the concrete of the apron and constitutes the part of the lower surface of said apron which rests on the support plate or plates, and the retaining plate comprises an extension extending from the support plate or plates towards the axis of the stack, this extension carrying the means for fixing the stabilizing tie rods.
  • the anchoring of the retaining plate in the concrete of an apron element can be carried out using vertical bars welded on said plate and penetrating into the concrete of said element, it can also be carried out using at least one vertical plate, supported on a vertical surface of the deck element, and to which are welded horizontal bars penetrating the concrete of said element.
  • the stabilizing tie rods pass through the holding plate by one end provided with a thread, and bolts are screwed onto the part of the tie rod which protrudes above the holding plate.
  • the lower end of the stabilizing tie rods can be anchored in the top of the stack, but, according to a preferred method, these tie rods pass through the top of the stack to a roughly horizontal surface facing downwards, the end lower of said tie rods is threaded and carries a nut which rests on said roughly horizontal surface. In this way, replacing a stabilizer rod is an easy thing.
  • the figures show a pile 1, made of concrete, of which only the upper part has been shown.
  • This stack comprises a barrel 2, vertical and having an interior cavity 3 closed, and a head 4, massive, which has the general shape of an inverted pyramid trunk.
  • the underside of the head 4 has a horizontal surface 5 which closes the cavity 3 of the barrel of the stack.
  • the upper surface 6 of the stack is also horizontal.
  • This plate the shape of which is given in FIG. 3, comprises a rectangular part 19, and a projection 20, directed towards the opposite deck element.
  • the part of the plate 17 furthest from the vertical axis AA of the stack rests on the neoprene plate 9.
  • the opposite part, which is in the extension 20, has two holes 21 through each of which passes a tie rod stabilization 22.
  • tie rods are vertical, and pass through the head 4 of the stack by holes 23, elongated in the direction of the bridge, their width in this direction being approximately equal to that of the expansion interval 14. It should be noted that , in the transverse direction, the width of the holes 23 is quite clearly greater than that of the tie rods 22, to also allow a certain transverse play.
  • each of the tie rods 22 are threaded and carry nuts 24, 25, which are in contact with the plate 17 on one side and with the lower surface 5 of the head on the other side, by means of support plates 26, 27 and elastic elements 28, 29. It should be noted that the stabilizing tie rods do not exert an appreciable prestressing force, which would lead to a permanent bending stress on the plate 17 and would harm the good support of the latter on the neoprene plate 9.
  • the tie rods are threaded metal bars. They can also be formed by cables provided with hooking heads at their ends, but which, unlike the usual prestressing cables, are not tensioned in normal service.
  • the lower part of the tie rods can also be fixed in a non-removable manner in the head of the pile, for example by anchoring in concrete.
  • tie rods are constantly under tension.
  • the backing plates must then be reinforced accordingly.

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Abstract

Pont composé de piles (1) en maçonnerie, notamment en béton, portant par leur surface supérieure horizontale des éléments de tablier successifs (10A, 10B). Dans la surface inférieure de ces éléments de tablier sont prévues des plaques métalliques (17), horizontales, qui coopèrent avec des tirants de stabilisation (22), verticaux, ancrés ou fixés sur le sommet de la pile. Les tirants de stabilisation sont disposés de préférence entre l'axe (AA) de la pile et des plaques d'appui (7, 8, 9) interposées entre l'extrémité de l'élément de tablier et le sommet de la pile.

Description

  • La présente invention est relative à un pont composé de piles présentant à leur sommet des surfaces d'appui horizontales, sur lesquelles reposent des éléments de tablier successifs.
  • Des ponts construits selon la technique qu'on vient d'indiquer sont très répandus, généralement les éléments de tablier sont préfabriqués au sol, et mis en place de façon qu'ils reposent par leurs deux extrémités sur le sommet d'une pile. Quoique la stabilité propre de telles constructions soit très bonne, il est préféré, surtout dans le cas où il s'agit de ponts de chemins de fer, ou de ponts construits dans des zones sismiques, de solidariser les éléments de tablier avec les piles, tout en laissant la possibilité des petits mouvements nécessaires, afin d'empêcher les mouvements de grande amplitude qui pourraient conduire à la chute de l'élément de tablier, par exemple en cas de déraillement ou de secousses sismiques. Habituellement, on prévoit des tirants de stabilisation qui traversent obliquement d'une part tout ou partie de l'élément de tablier, extérieurement à la pile, et d'autre part, une partie de la pile, qui s'étend horizontalement dans une direction parallèle à celle du pont, et qui constitue une console. Une telle disposition est coûteuse, car elle oblige à un élargissement du sommet de la pile, à des perçages plus ou moins longs dans l'épaisseur du tablier, et à des tirants de stabilisation d'une longueur relativement importante.
  • La présente invention a pour but de fournir un pont dans lequel le problème de la stabilisation soit résolu de manière plus simple et moins coûteuse, tout en ayant une efficacité au moins égale à celle du dispositif connu.
  • Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un pont composé de piles en maçonnerie portant à leur sommet des surfaces d'appui essentiellement horizontales, sur lesquelles reposent des éléments de tablier successifs par l'intermédiaire de plaques d'appui conçues pour laisser la possibilité de petits mouvements relatifs, des tirants de stabilisation reliant les éléments de tablier aux piles de façon à empêcher un mouvement relatif non désiré, notamment vertical, tout en laissant la possibilité desdits petits mouvements, ce pont ayant pour particularité que chaque élément de tablier est solidaire d'une plaque de maintien métallique, à peu près horizontale, qui repose sur la ou lesdits plaques et fait saillie au-delà de cette plaque ou ces plaques en direction de l'axe vertical de la pile, et les tirants de stabilisation sont sensiblement verticaux et relient la pile à ladite plaque.
  • La disposition selon l'invention permet de réduire à la fois le volume du sommet de la pile, et la longueur des tirants d'ancrage, notamment par le fait qu'ils n'ont plus à traverser une portion plus ou moins importante de la hauteur de l'élément de tablier, mais seulement la plaque métallique, qui, malgré sa robustesse, est d'une épaisseur évidemment moindre.
  • L'invention peut s'appliquer au cas où les éléments de tablier sont des constructions métalliques, mais bien entendu, elle s'applique plus particulièrement au cas où ces éléments sont en béton. Dans ce cas, les éléments de tablier reposent sur le sommet de la pile par l'intermédiaire de plaques d'appui rigides ou en matière élastomère, destinées à éviter le contact direct du béton de l'élément de tablier sur le béton de la pile, et, suivant une modalité préférée de l'invention, la plaque de maintien est ancrée dans le béton du tablier et constitue la partie de la surface inférieure dudit tablier qui repose sur la ou les plaques d'appui, et la plaque de maintien comporte un prolongement s'étendant depuis la ou les plaques d'appui en direction de l'axe de la pile, ce prolongement portant les moyens de fixation des tirants de stabilisation.
  • L'ancrage de la plaque de maintien dans le béton d'un élément de tablier peut être réalisé à l'aide de fers verticaux soudés sur ladite plaque et pénétrant dans le béton dudit élément, il peut également être réalisé à l'aide d'au moins une plaque verticale, en appui sur une surface verticale de l'élément de tablier, et à laquelle sont soudés des fers horizontaux pénétrant dans le béton dudit élément.
  • Suivant une autre modalité de l'invention, les tirants de stabilisation traversent la plaque de maintien par une extrémité pourvue d'un filetage, et des boulons sont vissés sur la partie du tirant qui dépasse au dessus de la plaque de maintien.
  • L'extrémité inférieure des tirants de stabilisation peut être ancrée dans le sommet de la pile, mais, selon une modalité préférée, ces tirants traversent le sommet de la pile jusqu'à une surface à peu près horizontale tournée vers le bas, l'extrémité inférieure desdits tirants est filetée et porte un écrou qui s'appuie sur ladite surface à peu près horizontale. De cette façon, le remplacement d'un tirant de stabilisation est une chose facile.
  • L'invention va maintenant être exposée en détail à l'aide d'un exemple pratique, illustré avec les figures parmi lesquelles:
    • Figure 1 est une coupe partielle du pont suivant un axe perpendiculaire à la direction de ce pont, et passant par l'axe de symétrie d'une pile,
    • Figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1, et
    • Figure 3 est une coupe horizontale selon la ligne III-III de la figure 1.
  • Les figures montrent une pile 1, en béton, dont seule la partie supérieure a été représentée. Cette pile comprend un fût 2, vertical et comportant une cavité intérieure 3 fermée, et une tête 4, massive, qui a la forme générale d'un tronc de pyramide inversé. La face inférieure de la tête 4 présente une surface horizontale 5 qui ferme la cavité 3 du fût de la pile. La surface supérieure 6 de la pile est également horizontale.
  • Sur la surface 6 reposent quatre coussinets de ciment 7, qui portent chacun une couche de mortier sec calfaté 8 et une plaque de néoprène 9.
  • Ces empilements servent à porter les extremités de deux éléments de tablier 10A, 10B, les figures comportent seulement la partie de chacun de ces éléments qui est voisine de la pile. En outre, on n'a pas représenté leur partie supérieure. La surface inférieure 11 d'une extrémité d'élément de tablier est plane. Sa surface frontale 12, qui fait face à l'élément de tablier adjacent, est plane et verticale, avec toutefois une avancée 13 sur chacun des côtés qui délimite, avec l'avancée correspondante de l'élément adjacent, un intervalle de dilatation 14. On a représenté en 15 et 16 des têtes de câble de précontrainte qui ne seront pas décrites autrement. Les éléments qu'on vient de décrire sont les mêmes que ceux de la technique antérieure.
  • Sur la face inférieure de chacun des éléments de tablier est fixée une plaque de maintien 17, métallique, horizontale, dont la face inférieure 18 est dans le même plan que la face inférieure 11 de l'élément de tablier. Cette plaque, dont la forme est donnée à la figure 3, comporte une partie rectangulaire 19, et une avancée 20, dirigée vers l'élément de tablier opposé. La partie de la plaque 17 la plus éloignée de l'axe vertical AA de la pile repose sur la plaque de néoprène 9. La partie opposée, qui se trouve dans le prolongement 20, comporte deux perçages 21 au travers de chacun desquels passe un tirant de stabilisation 22.
  • Ces tirants sont verticaux, et traversent la tête 4 de la pile par des trous 23, allongés dans la direction du pont, leur largeur dans cette direction étant à peu près égale à celle de l'intervalle de dilatation 14. Il est à noter que, dans le sens transversal, la largeur des trous 23 est assez nettement supérieure à celle des tirants 22, pour permettre également un certain jeu transversal.
  • Les deux extrémités de chacun des tirants 22 sont filetées et portent des écrous 24, 25, lesquels sont en contact avec la plaque 17 d'un côté et avec la surface inférieure 5 de la tête de l'autre côté, par l'intermédiaire de plaques d'appui 26, 27 et d'éléments élastiques 28, 29. Il est à noter que les tirants de stabilisation n'exercent pas de force de précontrainte appréciable, laquelle conduirait à une contrainte permanente de flexion sur la plaque 17 et nuirait au bon appui de celle-ci sur la plaque de néoprène 9.
  • Dans l'exemple décrit, les tirants sont des barres métalliques filetées. Ils peuvent aussi être constitués par des câbles munis de têtes d'accrochage à leurs extrémités, mais qui, à la différence des câbles de précontrainte usuels, ne sont pas tendus en service normal.
  • Comme on l'a dit plus haut, la partie inférieure des tirants peut aussi être fixée de façon non démontable dans la tête de la pile, par exemple par ancrage dans le béton.
  • Dans certains cas, cependant, on peut prévoir que les tirants sont constamment en tension. Les plaques d'appui doivent alors être renforcées en conséquence.
  • On a représenté en 30 des fers verticaux destinés à l'ancrage de la plaque 17 dans le béton de l'extrémité de l'élément de tablier adjacent. En 31, on a représenté une plaque métallique verticale, soudée sur la plaque 17, en appui sur la surface verticale 12 de l'extrémité de l'élément de tablier, et portant des fers d'ancrage horizontaux 32, qui pénètrent dans le béton de cette extrémité.

Claims (10)

  1. Pont composé de piles (1) portant à leur sommet des surfaces d'appui (6) essentiellement horizontales sur lesquelles reposent des éléments de tablier successifs (10A, 10B) par l'intermédiaire de plaques d'appui (7, 8, 9) conçues pour laisser la possibilité de petits mouvements relatifs, des tirants de stabilisation (22) reliant les éléments de tablier aux piles de façon à empêcher un mouvement relatif non désiré, tout en laissant la possibilité desdits petits mouvements
    caractérisé en ce que chaque élément de tablier est solidaire d'une plaque de maintien (17) métallique, à peu près horizontale, qui repose sur la ou lesdites plaques d'appui et fait saillie, au-delà de cette plaque, en direction de l'axe vertical (AA) de la pile, et en ce que les tirants de stabilisation (22) sont sensiblement verticaux et relient la pile à ladite plaque.
  2. Pont selon la revendication 1, dans lequel les éléments de tablier sont en béton, caractérisé en ce que la plaque de maintien (17) est ancrée dans le béton du tablier et constitue la partie de la surface inférieure (11) dudit élément de tablier qui repose sur la ou les plaques d'appui, et ladite plaque de maintien comporte un prolongement (20) s'étendant depuis la ou les plaques d'appui en direction de l'axe de la pile, et qui porte des moyens de fixation des tirants de stabilisation extérieurement aux plaques d'appui (7, 8, 9).
  3. Pont selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les tirants de stabilisation (22) traversent la plaque de maintien par une extrémité pourvue d'une filetage, et des écrous (24) sont vissés sur la partie du tirant qui dépasse au-dessus de la plaque de maintien.
  4. Pont selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure des tirants de stabilisation est ancrée dans la pile, lesdits tirants traversant la plaque de maintien à travers des trous permettant lesdits petits mouvements relatifs.
  5. Pont selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tirants de stabilisation (22) traversent le sommet (4) de la pile (1) à travers des trous permettant lesdits petits mouvements relatifs, jusqu'à une surface à peu près horizontale (5) tournée vers le bas, l'extrémité inférieure desdits tirants étant filetée et portant un écrou (25) qui s'appuie sur ladite surface à peu près horizontale.
  6. Pont selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les écrous (24, 25) sont serrés sans exercer de force de précontrainte appréciable.
  7. Pont selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tirants sont constitués par des barres métalliques filetées.
  8. Pont selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tirants sont constitués par des câbles munis de têtes d'accrochages à leurs extrémités.
  9. Pont selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la plaque de maintien (17) est ancrée dans le béton de l'élément de tablier à l'aide de fers verticaux (30) soudés sur ladite plaque et pénétrant dans le béton.
  10. Pont selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la plaque de maintien (17) est ancrée dans le béton de l'élément de tablier à l'aide d'au moins une plaque verticale (31), en appui sur une surface verticale de l'élément de tablier, et à laquelle sont soudés des fers horizontaux (32) pénétrant dans le béton dudit élément.
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