EP0352196A1 - Pont en béton armé du type portique ouvert - Google Patents

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EP0352196A1
EP0352196A1 EP89402082A EP89402082A EP0352196A1 EP 0352196 A1 EP0352196 A1 EP 0352196A1 EP 89402082 A EP89402082 A EP 89402082A EP 89402082 A EP89402082 A EP 89402082A EP 0352196 A1 EP0352196 A1 EP 0352196A1
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slab
pedestal
prestressing
cables
foot
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EP89402082A
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Inventor
Philippe Lambert
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Campenon Bernard SA
Original Assignee
Campenon Bernard SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D1/00—Bridges in general
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/02—Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24—Concrete
    • E01D2101/26—Concrete reinforced
    • E01D2101/28—Concrete reinforced prestressed

Definitions

  • the present invention relates to a reinforced concrete bridge of the "open gantry" type, that is to say essentially consisting of a horizontal slab supported by two approximately vertical legs and integral with said slab, with, optionally, at least one intermediate support, the distance between a pedestal and the nearest support defining the span.
  • the invention relates more specifically to the problems of building bridges having a length of 16 to 40 meters, for one or two spans.
  • bridges of this type consist of a prestressed concrete slab, placed, without rigid connection, on the legs. This solution has the disadvantages that the slab has an appreciable thickness, and that the feet are the only ones to support the thrust of the earth and are therefore subjected to significant forces.
  • the problem to which the invention relates is therefore to provide a bridge whose slab is thinner than those which are currently used, and in which the legs do not have to undergo alone the thrust of the earth.
  • the invention provides a bridge of the type indicated at the beginning of this text, and which has the particularity that, simultaneously: - the slab is made of prestressed concrete, and - the pedestal, where it connects with the slab, has an equivalent thickness between one tenth and one twentieth of the span.
  • equivalent thickness is meant the thickness of a continuous, rectangular pedestal, of constant thickness over its entire length, and which would have the same moment of inertia with respect to the neutral axis as the pedestal considered.
  • I 1/12 of DH3 I being the moment of inertia
  • D the width of the structure
  • H the thickness of the foot.
  • the thickness H must be taken below this header.
  • the slab has gussets, that is to say that at the place where it is connected to the pedestal, it has a thickness of between 1 and 2 times its minimum thickness in the span.
  • the reinforced rigid connection between the pedestal and the prestressed concrete slab allows considerable reduction of the slab and the pedestal, resulting in appreciable savings on the mass of concrete to be used, and therefore a reduction in the price of comes back, as well as a particularly successful aesthetic aspect.
  • the longitudinal prestressing cables of the slab pass close to the upper face of the slab to the right of the internal face of the pedestal, then curve downwards to leave a sufficient distance.
  • the prestressing cone and the upper surface of the slab and at least two reinforcing bars located on either side of the vertical plane containing one of said prestressing cables rise approximately vertically on the side of the external face of the foot and bends upwards inwardly, ending approximately parallel to the upper face of the slab and at a distance from the latter at most equal to the distance from the prestressing cable to the same upper face.
  • said reinforcing bars end at their upper end, without substantially exceeding the vertical of the internal face of the pedestal.
  • These reinforcements can possibly be replaced by cables or bars of vertical prestressing arranged in the foot, the anchorages of these cables or bars being arranged near the upper level of the slab and perpendicular to it.
  • An additional connection made by reinforced concrete reinforcements of small or medium section remains essential.
  • the external face of the pedestal is inclined towards the outside and ends on a horizontal surface capable of serving as a support for a transition slab.
  • This modality has the advantage of a very simple formwork of the external face of the pedestal, which can be flat. Above all, it allows a serious saving of material, by putting the maximum moment of inertia of the pedestal in the vicinity of its connection with the slab. The width of the foot near its foot may be much less than it is at the point of the bond.
  • the bridge of FIG. 1 comprises a slab 1, which is integral with the foot 2.
  • the slab 1 has a central part of constant thickness, and at its two ends, it forms gussets, the maximum thickness of which is greater than about 65% to that of the central part.
  • the gussets 2 have enlarged soles at their base 4. They have a trapezoidal shape, with, on the inside, that is to say facing the axis of the bridge, a vertical face 5, and, on the outside, an outer face 6, clearly oblique, inclined outward with a slope of about 13 °.
  • the width of the foot at its top is thus almost four times greater than what it is at its connection with the sole 4.
  • the actual thickness of the connection made with the slab is only slightly greater than three times the width of the foot at the level of the sole.
  • a horizontal surface 8 surmounts a part of the foot, so as to constitute a bearing surface for a transition slab 9.
  • the surface 8 should obviously not be taken into account.
  • the width of the foot at the place 7 of the connection is, in a practical example, 1.6 m for a range of 23 m, a ratio of 1 / 14.5.
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, but relating to two spans, that is to say that it comprises, in addition to the elements listed above, a median support 10.
  • the same gussets 3 are provided at the junction of the slab and the gusset 10.
  • the width of the foot at the connection point 7 is 1.0 m for a span of 17.7 m
  • the thickness of the slab is 0.45 m in the middle of the span and 0 , 75 m at the link, giving a ratio of 1.65.
  • FIGS 3 and 4 are diagrams intended to illustrate the connection between the prestressing cables of the slab and the reinforcing bars of the pedestal.
  • the outer contours of the bridge are shown in phantom.
  • a longitudinal prestressing cable 12 of the slab 1 runs horizontally at a short distance from the upper wall 13 of the slab 1. At its outer end, it bends slightly downwards, so that the prestressing cone 14 either at a sufficient distance from the upper surface 13 to meet the rules of the art.
  • Two reinforcing bars 15 of the pedestal 2 comprise, from the bottom, a first section 16, inclined to the vertical and parallel to the external face 6 of the pedestal, then a vertical part 17, which is located a short distance from the vertical plane from the end 21 of the slab 1. From the zone 7 of connection of the slab and the foot, the iron 15 curves inwards in a part 18, to end in a horizontal part 19, located a short distance from the upper surface 13 of the slab 1, a little higher than the prestressing cable 12. As can be seen, the iron 15 passes a short distance from the prestressing cone 14 of the prestressing cable, the necessary distance being however respected. The end 20 of the iron 15 is located more or less vertically from the internal face 5 of the foot 2, for the reasons which have been explained above.

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Abstract

L'invention est relative à un pont en béton armé constitué essentiellement d'une dalle horizontale (1) supportée par deux piedroits (2) à peu près verticaux et solidaires de ladite dalle. Pour obtenir une dalle (1) d'épaisseur faible, tout en améliorant la résistance à la poussée des terres, et en réduisant la masse de béton nécessaire, on prévoit que simultanément la dalle (1) est en béton précontraint, et le piedroit, à l'endroit (7) où il se raccorde avec la dalle (1) a une épaisseur équivalente comprise entre le dixième et le vingtième de la portée. De préférence, les câbles de précontrainte (14) longitudinale de la dalle (1) sont encadrés chacun de deux deux fers de précontrainte (15) du piedroit (2), ces câbles se recourbant à l'horizontale pour devenir parallèles au câble de précontrainte (14), et assurer ainsi une bonne liaison. Application aux ponts d'une longueur comprise entre 15 et 40 mètres, avec ou sans appui intermédiaire.

Description

  • La présente invention est relative à un pont en béton armé du type "portique ouvert", c'est-à-dire constitué essentiellement d'une dalle horizontale supportée par deux piedroits à peu près verticaux et solidaires de ladite dalle, avec, éventuellement, au moins un appui intermédiaire, la distance entre un piedroit et l'appui le plus proche définissant la portée.
  • L'invention est plus spécialement relative aux problèmes de la construction de ponts ayant une longueur de 16 à 40 mètres, pour une ou deux travées. Actuellement, les ponts de ce type sont constitués d'une dalle en béton précontraint, posée, sans liaison rigide, sur les piedroits. Cette solution présente comme inconvénients que la dalle présente une épaisseur appréciable, et que les piedroits sont seuls à supporter la poussée des terres et sont donc soumis à des efforts importants.
  • On connaît par ailleurs, pour des portées ne dépassant pas 15 mètres, des ponts du type "portique ouvert" où la dalle et les piedroits constituent un ensemble monobloc, dans lequel ni la dalle ni le piedroit ne sont en béton précontraint. Cette solution résout le problème de la poussée des terres, mais elle aboutirait à des épaisseurs de dalles absolument prohibitives si on voulait l'appliquer à des portées plus importantes.
  • Le problème auquel se rapporte l'invention est donc de fournir un pont dont la dalle soit d'épaisseur plus faible que celles qui sont actuellement pratiquées, et dans lequel les piedroits n'ont pas à subir seuls la poussée des terres.
  • Pour résoudre ce problème, l'invention fournit un pont du type indiqué au début du présent texte, et qui présente pour particularité que, simultanément :
    - la dalle est en béton précontraint, et
    - le piedroit, à l'endroit où il se raccorde avec la dalle, a une épaisseur équivalente comprise entre le dixième et le vingtième de la portée.
  • Par "épaisseur équivalente", on entend l'épaisseur d'un piedroit continu, rectangulaire, d'épaisseur constante sur toute sa longueur, et qui aurait le même moment d'inertie par rapport à l'axe neutre que le piedroit considéré. Le moment d'inertie est défini par la formule :
    I = 1/12 de DH³
    I étant le moment d'inertie, D la largeur de l'ouvrage, et H l'épaisseur du piedroit. Au cas où l'ouvrage comporte un chevêtre mince de liaison, entre la dalle et le piedroit, l'épaisseur H doit être prise au-­dessous de ce chevêtre. Pour la largeur de l'ouvrage, il faut prendre la largeur de la dalle, sans tenir compte du fait qu'éventuellement le piedroit peut avoir une extension horizontale plus grande.
  • La notion d'épaisseur équivalente permet le calcul au cas où le piedroit, au lieu d'une forme simple rectangulaire, a une forme plus complexe, ou bien est constitué par des éléments distincts.
  • De préférence, la dalle comporte des goussets, c'est-à-dire qu'à l'endroit où elle se raccorde au piedroit, elle a une épaisseur comprise entre 1 et 2 fois son épaisseur minimale dans la portée.
  • La liaison rigide renforcée entre le piedroit et la dalle de béton précontraint permet d'obtenir un allègement considérable de la dalle et du piedroit, d'où des économies appréciables sur la masse de béton à mettre en oeuvre, et donc une réduction du prix de revient, ainsi qu'un aspect esthétique particulièrement réussi.
  • Pour obtenir les meilleurs résultats, il est prévu avantageusement que les câbles de précontrainte longitudinale de la dalle passent à proximité de la face supérieure de la dalle au droit de la face interne du piedroit, puis s'incurvent vers le bas pour laisser une distance suffisante entre le cône de mise en précontrainte et la surface supérieure de la dalle, et au moins deux fers d'armature situés de part et d'autre du plan vertical contenant un desdits câbles de précontrainte montent à peu près verticalement du côté de la face externe du piedroit et s'incurvent vers le haut en direction de l'intérieur, pour se terminer à peu près parallèlement à la face supérieure de la dalle et à une distance de celle-ci au plus égale à la distance du câble de précontrainte à la même face supérieure.
  • On obtient ainsi une solidarisation optimale entre le piedroit et la dalle avec une excellente transmission des efforts.
  • De préférence, lesdits fers d'armature se terminent, à leur extrémité supérieure, sans dépasser sensiblement la verticale de la face interne du piedroit.
  • Cette modalité particulière permet de faciliter la construction du pont; en effet, les fers d'armature ne dépassent pas la verticale de la face interne du piedroit, ce qui permet l'enlèvement facile des panneaux de coffrage de celui-ci, lorsque, selon la pratique habituelle, le piedroit est coulé avant la mise en place de la dalle.
  • Ces armatures peuvent être éventuellement remplacées par des cables ou barres de précontrainte verticale disposés dans le piedroit, les ancrages de ces câbles ou barres étant disposés à proximité du niveau supérieur de la dalle et perpendiculairement à celle-ci. Un complément de liaison réalisé par des armatures de béton armé de faible ou moyenne section reste indispensable.
  • Suivant une autre modalité intéressante, la face externe du piedroit est inclinée vers l'extérieur et se termine sur une surface horizontale susceptible de servir d'appui à une dalle de transition.
  • Cette modalité présente l'avantage d'un coffrage très simple de la face externe du piedroit, qui peut être plane. Surtout, elle permet une sérieuse économie de matière, en mettant le moment d'inertie maximale du piedroit au voisinage de sa liaison avec la dalle. La largeur du piedroit au voisinage de son pied peut être largement inférieure à ce qu'elle est à l'endroit de la liaison.
  • L'invention va maintenant être exposée de façon plus précise à l'aide d'exemples pratiques, illustrés à l'aide des dessins, parmi lesquels :
    • La figure 1 est une vue en élévation d'un pont selon l'invention, à une seule travée.
    • La figure 2 est une vue en élévation d'un pont conforme à l'invention, à deux travées.
    • La figure 3 est un schéma d'un détail du ferraillage, en élévation et,
    • La figure 4 est une vue en plan du même détail de ferraillage.
  • Le pont de la figure 1 comporte une dalle 1, qui est solidaire du piedroit 2. La dalle 1 présente une partie centrale d'épaisseur constante, et à ses deux extrémités, elle forme des goussets, dont l'épaisseur maximale est supérieure d'environ 65% à celle de la partie centrale.
  • Les goussets 2 comportent à leur base des semelles élargies 4. Ils ont une forme trapézoïdale, avec, du côté intérieur, c'est-à-dire tourné vers l'axe du pont, une face verticale 5, et, du côté extérieur, une face externe 6, nettement oblique, inclinée vers l'extérieur avec une pente d'environ 13°. La largeur du piedroit à son sommet est ainsi près de quatre fois supérieure à ce qu'elle est à sa liaison avec la semelle 4. Toutefois, l'épaisseur réelle de la liaison faite avec la dalle n'est qu'un peu supérieure à trois fois la largeur du piedroit au niveau de la semelle. En effet, à l'extérieur, une surface horizontale 8 surmonte une partie du piedroit, de façon à constituer une surface d'appui pour une dalle de transition 9. Pour le calcul des dimensions de la surface de raccordement 7 du piedroit à la dalle, la surface 8 ne doit, évidemment, pas être prise en compte.
  • La largeur du piedroit à l'endroit 7 de la liaison est, dans un exemple pratique, 1,6 m pour une portée de 23 m, soit un rapport de 1/14,5.
  • La figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais relative à deux travées, c'est-à-dire qu'elle comporte en plus des éléments énumérés ci-dessus, un appui médian 10. Les mêmes goussets 3 sont prévus à la jonction de la dalle et du gousset 10.
  • Dans cet exemple, la largeur du piedroit à l'endroit de liaison 7 est de 1,O m pour une portée de 17,7 m, et l'épaisseur de la dalle est 0,45 m au milieu de la portée et de 0,75 m à l'endroit de la liaison, soit un rapport de 1,65.
  • On observera également que, dans l'exemple de la figure 2, les semelles ne reposent pas directement sur le sol, mais sont portées par des pieux 11. Cette variante est sans rapport avec l'invention, le mode de support des piedroits étant indifférent.
  • Les figures 3 et 4 sont des schémas destinés à illustrer la liaison entre les cables de précontrainte de la dalle et les fers d'armature du piedroit. Sur ces figures, les contours extérieurs du pont sont représentés en traits mixtes. Un câble de précontrainte longitudinale 12 de la dalle 1 court horizontalement à faible distance de la paroi supérieure 13 de la dalle 1. A son extrémité extérieure, il s'incurve légèrement vers le bas, de telle façon que le cône de mise en précontrainte 14 soit à une distance suffisante de la surface supérieure 13 pour satisfaire aux règles de l'art.
  • Deux fers d'armature 15 du piedroit 2 comportent, à partir du bas, une première section 16, inclinée sur la verticale et parallèle à la face externe 6 du piedroit, puis une partie verticale 17, qui se trouve à faible distance du plan vertical de l'extrémité 21 de la dalle 1. A partir de la zone 7 de liaison de la dalle et du piedroit, le fer 15 s'incurve vers l'intérieur en une partie 18, pour se terminer par une partie 19 horizontale, située à faible distance de la surface supérieure 13 de la dalle 1, un peu plus haut que le câble de précontrainte 12. Comme on peut le constater, le fer 15 passe à faible distance du cône de mise en précontrainte 14 du câble de précontrainte, la distance nécessaire étant toutefois respectée. L'extrémité 20 du fer 15 se trouve à peu de chose près à la verticale de la face interne 5 du piedroit 2, pour les raisons qui ont été expliquées plus haut.
  • Il est bien entendu possible de prévoir, outre les fers d'armature 15, ou en remplacement de ceux-ci, des câbles de précontrainte verticaux dans le piedroit 2.

Claims (6)

1. Pont en béton armé du type "portique ouvert", constitué essentiellement d'une dalle horizontale supportée par deux piedroits à peu près verticaux et solidaires de ladite dalle avec, éventuellement, au moins un appui intermédiaire, la distance entre un piedroit et l'appui le plus proche définissant la portée,
caractérisé en ce que simultanément :
- la dalle (1) est en béton précontraint, et
- le piedroit (2), à l'endroit (7) où il se raccorde avec la dalle, a une épaisseur équivalente comprise entre le dixième et le vingtième de la portée.
2. Pont selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la dalle (1), à l'endroit (7) où elle se raccorde au piedroit, a une épaisseur comprise entre 1 et 2 fois son épaisseur minimale dans la portée.
3. Pont selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les câbles de précontrainte longitudinale (12) de la dalle passent à proximité de la face supérieure (13) de la dalle au droit de la face interne du piedroit, puis s'incurvent vers le bas pour laisser une distance suffisante entre le cône de mise en précontrainte (14) et la surface supérieure (13) de la dalle, et au moins deux fers d'armature (15) situés de part et d'autre du plan vertical contenant un desdits cables de précontrainte (12) montent à peu près verticalement du côté de la face externe (6) du piedroit et s'incurvent vers le haut en direction de l'intérieur, pour se terminer (19, 20) à peu près parallèlement à la face supérieure de la dalle et à une distance de celle-ci au plus égale à la distance du câble de précontrainte à la même face supérieure.
4. Pont selon la revendication 3 , caractérisé en ce que l'armature des piedroits est constituée partiellement par des barres ou câbles de précontrainte verticale associés à des armatures de béton armé.
5. Pont selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits fers d' armature se terminent, à leur extrémité supérieure (20), sans dépasser sensiblement la verticale de la face interne (5) du piedroit.
6. Pont selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la face externe (6) du piedroit est inclinée vers l'extérieur et se termine sur une surface horizontale (8) susceptible de servir d'appui à une dalle de transition (9).
EP89402082A 1988-07-22 1989-07-21 Pont en béton armé du type portique ouvert Ceased EP0352196A1 (fr)

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