EP4560075A1 - Pont en béton et acier auto-patinable sans maintenance lourde - Google Patents

Pont en béton et acier auto-patinable sans maintenance lourde Download PDF

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EP4560075A1
EP4560075A1 EP24214094.5A EP24214094A EP4560075A1 EP 4560075 A1 EP4560075 A1 EP 4560075A1 EP 24214094 A EP24214094 A EP 24214094A EP 4560075 A1 EP4560075 A1 EP 4560075A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
bridge
slab
reinforcing members
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24214094.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric DUROT
Jose Carlos GUTIERREZ NOVO
Khanh Le TRAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SNCF Reseau
Original Assignee
SNCF Reseau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNCF Reseau filed Critical SNCF Reseau
Publication of EP4560075A1 publication Critical patent/EP4560075A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125—Grating or flooring for bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E01D2/02—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure of the I-girder type
    • 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
    • E01D2101/268—Composite concrete-metal

Definitions

  • the present invention relates to the field of bridges, particularly railway bridges.
  • a railway track comprises, in a known manner, two parallel longitudinal rails fixed to a plurality of sleepers arranged perpendicular to the rails.
  • the sleepers themselves rest on a rigid support or on ballast supporting the railway track.
  • railway bridges In order to ensure the continuity of the railway track over obstacles, such as, for example, gaps, roads, railway tracks or waterways, it is known to have railway bridges at these locations to support the track.
  • Such bridges can be made of metal and/or concrete.
  • a railway bridge most often comprises, in a known manner, a concrete support slab configured to support a portion of railway track.
  • the support slab is configured to receive and support the plurality of sleepers or ballast on which the plurality of sleepers rest.
  • the assembly comprising the support slab, the portion of railway track, the plurality of sleepers and/or ballast forms the deck of the railway bridge.
  • railway bridges are generally designed with important dimensions, including the thickness of the slab, which determines their capacity to withstand the passage of a vehicle such as a train.
  • the height available around the track to design the slab is an essential criterion for choosing the type of bridge to be used.
  • the deck of the railway bridge is placed on support devices generally containing rubber or an elastomer so as to support and absorb the forces transmitted by the deck.
  • the invention thus aims to eliminate at least some of these drawbacks, in particular to reduce heavy maintenance operations on bridges.
  • the invention relates to a bridge comprising a support slab.
  • the support slab comprises an upper face arranged to support a traffic lane and a lower face opposite the upper face.
  • Said bridge further comprises a plurality of reinforcing members secured at least to the lower face of the slab so as to improve its mechanical strength.
  • Said slab is at least partially made of concrete and the plurality of reinforcing members is at least partially made of self-weathering steel.
  • Said slab at least partially encases said reinforcing members.
  • Self-weathering steel advantageously eliminates the need for painting reinforcement members that are subject to external conditions, thereby reducing maintenance.
  • the at least partially concrete support slab at least partially encasing the at least partially self-weathering steel reinforcement members improves the mechanical strength of the bridge.
  • the cooperation of concrete and self-weathering steel increases the adhesion between the support slab and the reinforcement member, thereby strengthening the bridge structure.
  • the support slab includes a proportion of ultra-high performance fiber-reinforced concrete.
  • Ultra-high performance concrete has a high binder content, which results in the absence of capillary porosity in the support slab. Thus, UHPC prevents water infiltration into the support slab and its stagnation. It thus increases the lifespan of the bridge's waterproofing, at least twice as long compared to a conventional bridge.
  • Ultra-high performance concrete includes internal reinforcements that advantageously transmit mechanical forces to the reinforcement members, at least partially made of self-weathering steel. This improves the transfer of mechanical forces between the reinforcement members and the internal reinforcements.
  • the support slab comprises a slab body and a sealing layer, the sealing layer covering the slab body and being interposed between the latter and said traffic lane, said sealing layer forming the proportion of ultra-high performance fiber-reinforced concrete of the support slab.
  • the ultra-high-performance fiber-reinforced concrete waterproofing layer protects the concrete slab body, particularly from water ingress and stagnation. It thus increases the lifespan of the bridge's waterproofing, at least twice as long as that of a conventional bridge.
  • the waterproofing layer also eliminates the work required for maintaining and replacing bridge waterproofing, which involves removing the entire track on the bridge, re-sealing it, and reinstalling the track on the bridge.
  • the sealing layer has a thickness of between 3cm and 5cm.
  • the support slab is made entirely of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete.
  • the bridge further comprises at least one support member for said bridge, said plurality of reinforcing members being embedded at least partially in said support member.
  • said plurality of reinforcing members is entirely embedded in said support member.
  • the at least partial embedding of the plurality of reinforcement members in the support member makes it possible to dispense with the need for support devices made at least partially of rubber and therefore with their upkeep and maintenance.
  • the replacement of said support devices requires lifting the deck to replace the support device to be changed with a new one, which causes traffic to stop on the bridge.
  • each reinforcement member comprises at least two support beams made of self-patinating steel, said support beams each being coated at least in part by the support slab.
  • each reinforcement member comprises at least two support beams and a plurality of self-patinating steel attachment systems, the plurality of attachment systems projecting from each support beam, said attachment systems being coated by the support slab.
  • the bridge further comprises at least one reinforcing plate extending between the support beams and the lower face of the support slab, the plurality of attachment systems projecting from said reinforcing plate.
  • the plurality of attachment systems is made from the material of the reinforcement plate.
  • FIG. 1 is a front and sectional view of a bridge according to a first embodiment of the invention, comprising a support slab secured to a plurality of reinforcing members, said plurality of reinforcing members being directly embedded in a support member;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a variant of the bridge of the Figure 1 , in which the plurality of reinforcing members is connected to support devices, themselves connected to the support member;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a variant of the bridge of the Figure 1 , wherein the plurality of reinforcing members are fully embedded in the support member;
  • FIG. 4 is a front and sectional view of a bridge according to a second embodiment of the invention, in which the reinforcing member comprises a plurality of support beams partially coated by the support slab, the plurality of reinforcing members being connected to support devices, themselves connected to the support member;
  • FIG. 5 is a view similar to that of the Figure 4 , wherein the plurality of support beams are fully encased by the support slab;
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the bridge of the Figure 5 ;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a variant of the bridge of the Figure 4 , wherein the plurality of reinforcing members are fully embedded in the support member.
  • the invention relates to a bridge 2, in particular a railway bridge, enabling the support of a traffic lane 1, in particular a railway track, allowing the circulation of vehicles, in particular railway vehicles.
  • the invention is not limited to the railway sector but applies to any type of bridge intended to accommodate a traffic lane, road or pedestrian for example.
  • the traffic lane 1 comprises two parallel longitudinal rails 3 fixed on a plurality of sleepers 4 arranged perpendicular to the rails 3.
  • the sleepers 4 rest on ballast (not shown) which supports and stabilizes the traffic lane 1. Of course, the sleepers 4 can rest directly on the bridge 2, as illustrated in the figures.
  • Bridge 2 includes a support slab 20.
  • the support slab 20 comprises an upper face and a lower face.
  • the upper face is arranged to support a portion of the traffic lane 1 and the lower face is opposite the upper face.
  • the support slab 20 may have a length of 15m, a width of 3.5m and a thickness of 15cm.
  • the support slab 20 is at least partially made of concrete.
  • the support slab 20 may have a proportion of concrete, and in particular a proportion of ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPC).
  • UHPC ultra-high performance fiber-reinforced concrete
  • a UHPC has, in a known manner, a resistance ranging from 130 to 250 MPa in compression and from 20 to 50 MPa in flexural tension.
  • UHPC has a high binder content which leads to the absence of capillary porosity.
  • the support slab 20 may comprise a slab body 200 and a sealing layer 201.
  • the sealing layer 201 covers the slab body 200 and is interposed between said slab body 200 and the traffic lane 1.
  • the sealing layer 201 is made of ultra-high performance fiber-reinforced concrete and forms the ultra-high performance fiber-reinforced concrete proportion of the support slab 20.
  • the sealing layer 201 has a thickness of between 3cm and 5cm.
  • Such a thickness makes it possible to ensure good implementation of the sealing layer 201 while limiting the risks of cracking and costs, in particular the costs linked to the manufacture of said sealing layer 201.
  • the waterproofing layer 201 made of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete protects the slab body 200, for example made of concrete, in particular from water ingress and stagnation.
  • the waterproofing layer 201 thus increases the lifespan of the waterproofing of the bridge 2, at least twice as long as that of a conventional bridge.
  • the 201 waterproofing layer eliminates the work involved in maintaining and replacing the waterproofing of bridges, namely removing all the track on the bridge, re-sealing it and reinstalling the track on the bridge.
  • the support slab 20 may be made entirely of concrete, in particular, ultra-high performance concrete.
  • the support slab 20 made of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete prevents water infiltration into the support slab 20 and its stagnation.
  • the UHPFRC thus increases the lifespan of the waterproofing of bridge 2, at least twice as long compared to a conventional bridge.
  • the BFUP 20 support slab eliminates the work involved in maintaining and replacing the waterproofing of bridges, namely removing the entire track on the bridge, redoing the waterproofing and reinstalling the track on the bridge.
  • the support slab 20 could be made of a concrete mixture comprising, for example, UHPFRC and ordinary concrete.
  • the bridge 2 further comprises a plurality of reinforcing members 21.
  • the plurality of reinforcing members 21 is at least partially made of self-patenting steel.
  • the plurality of reinforcing members 21 may have a proportion of self-patinating steel, or be entirely made of self-patinating steel.
  • the self-patinating steel is for example under the commercial reference CORTEN.
  • the self-patinating steel of the plurality of reinforcing members 21 has the advantage of not requiring the application to the reinforcing members 21 of a corrosion protection system, such as paint.
  • Self-weathering steel eliminates the need for maintenance of paint or other corrosion protection systems to be applied to the reinforcement components 21.
  • each reinforcing member 21 comprises at least two support beams 23.
  • Each support beam 23 can be a so-called PRS beam, i.e. a Welded Reconstituted Beam, or a so-called HEB or HEA laminated beam, i.e. an H or I beam with wide flanges, IPN, i.e. an I beam with a normal profile, or a so-called IPE beam, i.e. an I beam with a European profile, for example.
  • PRS beam i.e. a Welded Reconstituted Beam
  • HEB or HEA laminated beam i.e. an H or I beam with wide flanges
  • IPN i.e. an I beam with a normal profile
  • IPE beam i.e. an I beam with a European profile
  • each support beam 23 comprises a first portion extending between the support on which the bridge 2 rests and the support slab 20, a second portion extending orthogonally to the first portion, between the latter and the support slab 20 and a third portion extending orthogonally to the first portion, between the latter and the support on which the bridge 2 rests.
  • the support slab 20 at least partially covers the reinforcing members 21, so as to improve their mechanical resistance.
  • the plurality of reinforcing members 21 is secured to the lower face of the support slab 20 so as to improve its mechanical resistance.
  • each reinforcing member 21 comprises at least two support beams 23. As illustrated in the Figures 1 and 2 for example, the reinforcing member 21 comprises four support beams 23, juxtaposed to each other, along the width of the support slab 20.
  • the reinforcing member 21 comprises a plurality of attachment systems 24. These attachment systems 24 project from the second portion of each support beam 23, towards the support slab 20 and are coated by the latter.
  • the 24 hanging systems are made of self-patenting steel.
  • the attachment systems 24 are embedded in the support slab 20 at least partially made of concrete.
  • the contact between the concrete of the support slab 20 and the self-patinating steel of the attachment systems 24 makes it possible to increase the adhesion between the support slab 20 and the reinforcing member 21 or the reinforcing members 21. Better adhesion makes it possible to further improve the mechanical strength of the slab and to reinforce the structure of the bridge 2.
  • the bridge 2 may further comprise at least one reinforcing plate 25.
  • This reinforcing plate 25 extends between the support beams 23 and the lower face of the support slab 20.
  • the reinforcing plate 25 extends between the second portion of each of the support beams 23 and the lower face of the support slab 20.
  • the plurality of attachment systems 24 protrude from the reinforcing plate 25, rather than from the second portion of the support beams 23.
  • the reinforcing plate 25 may for example be made of steel, in particular self-patenting steel.
  • the hanging systems 24 can be fixed to the reinforcement plate 25 or made of the same material as the reinforcement plate 25.
  • the reinforcement plate 25 can be embedded in the support slab 20.
  • the reinforcing members 21 constitute a tie rod making it possible to increase the resistance capacity of the structure of the bridge 2, with respect to bending forces.
  • the second portion of the support beams 23, the reinforcing plate 25 and/or the attachment systems 24 have a mechanical role of taking up the majority of the tensile forces due to the bending of the support slab 20 and make it possible to better control the fatigue behavior of the structure due to variable stresses on the traffic lane 1 to give it high durability.
  • the plurality of reinforcing members 21 is secured to the support slab 20 so as to improve its mechanical resistance.
  • each support beam 23 and more particularly the second portion and a part of the first portion of each support beam 23 is coated in the support slab 20.
  • Each reinforcing member 21 comprises at least two support beams 23. As illustrated in the Figure 4 , the reinforcing member 21 comprises eighteen support beams 23, juxtaposed to each other, along the width of the support slab 20.
  • Each of the support beams 23 is made of self-weathering steel.
  • the support beams 23 are partially embedded in the support slab 20 at least partially made of concrete.
  • the contact between the concrete of the support slab 20 and the self-patinating steel of the support beams 23 makes it possible to increase the adhesion between the support slab 20 and the reinforcing member 21 or the reinforcing members 21. Better adhesion makes it possible to further improve the mechanical strength of the slab and to reinforce the structure of the bridge 2.
  • the plurality of reinforcing members 21 is entirely coated by the support slab 20.
  • each support beam 23 is entirely coated in the support slab 20.
  • the support beams 23 are also juxtaposed with each other, according to the width of the support slab 20 and are made of self-patenting steel.
  • the total embedding of the support beams 23 in the support slab 20 makes it possible to increase the contact surface between the concrete of the support slab 20 and the self-patinating steel of the support beams 23, and therefore makes it possible to further increase the adhesion between the support slab 20 and the reinforcing member 21 or the reinforcing members 21. Better adhesion makes it possible to further improve the mechanical strength of the slab and to reinforce the structure of the bridge 2.
  • the reinforcing members 21 of this second embodiment constitute, just like those of the first embodiment, a tie rod making it possible to increase the resistance capacity of the structure of the bridge 2, with respect to bending forces.
  • the support beams 23 have a mechanical role of taking up the majority of the tensile forces due to the bending of the support slab 20 and make it possible to better control the fatigue behavior of the structure due to variable stresses on the traffic lane 1 to give it high durability.
  • the bridge 2 according to the invention further comprises at least one support member 22 for the bridge 2 on its support.
  • the support member 22 is for example made of reinforced concrete.
  • the bridge 2 may further comprise support devices 5, interposed between the plurality of reinforcement members 21 and the support member 22.
  • the support devices 5 comprise rubber or any other elastomer and make it possible to absorb the forces transmitted by the plurality of reinforcing members 21, towards the support member 22.
  • the plurality of reinforcing members 21 is embedded at least partially in the support member 22.
  • This variant is the preferred embodiment of the invention.
  • the plurality of reinforcing members 21 is partly embedded in the support member 22, or entirely embedded in the support member 22.
  • each support beam 23 is embedded at least partially and connected in the support member 22 by plugging.
  • each support beam 23 is entirely embedded in the support member 22, only the attachment systems 24 are not coated by said support member 22.
  • each support beam 23 is entirely embedded in the support member 22.
  • the connection between the support slab 20 and the support beams 23 is effected by means of an anchoring system comprising a plurality of reinforcements, in particular made of steel, which extend from the support slab 20 and in the direction of said support beams 23. Said reinforcements pass through the support beams 23 through holes made in said support beams 23.
  • the embedding of the plurality of reinforcement members 21 in the support member 22 makes it possible to dispense with the support devices 5 and therefore with their upkeep and maintenance.
  • the replacement of the support devices 5 requires lifting the deck to replace the support device to be changed with a new one, which causes traffic to stop on the bridge 2.
  • the bridge 2 according to the invention requires few maintenance operations, in particular concerning the sealing of the support slab 20, the corrosion of the reinforcement members 21 and the use of the support devices 5, while making it possible to improve the mechanical resistance of the support slab 20 and to reinforce the structure of the bridge 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

Un pont (2) comprenant une dalle de support (20) comportant une face supérieure agencée pour supporter une voie de circulation (1) et une face inférieure opposée à la face supérieure, ledit pont (2) comportant en outre une pluralité d'organes de renfort (21) solidarisés au moins de la face inférieure de la dalle de support (20) de sorte à en améliorer la résistance mécanique, ladite dalle de support (20) comprenant une proportion de béton fibré à ultra-hautes performances et la pluralité d'organes de renfort (21) étant au moins partiellement en acier auto-patinable, ladite dalle de support (20) enrobant au moins en partie lesdits organes de renfort (21).

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention concerne le domaine des ponts, notamment ferroviaires.
  • Une voie ferrée comprend de manière connue deux rails parallèles longitudinaux fixés sur une pluralité de traverses disposées perpendiculairement aux rails. Les traverses reposent elles-mêmes sur un support rigide ou bien sur du ballast support de la voie ferrée.
  • Afin d'assurer la continuité de la voie ferrée au-dessus d'obstacles, tels que, par exemples, des brèches, des routes, des voies ferrées ou des cours d'eau, il est connu de disposer, à ces endroits, des ponts ferroviaires pour supporter la voie. De tels ponts peuvent être réalisés en métal et/ou en béton.
  • Un pont ferroviaire comprend de manière connue le plus souvent une dalle de support en béton configurée pour supporter une portion de voie ferrée. La dalle de support est configurée pour recevoir et supporter la pluralité de traverses ou du ballast sur lequel repose la pluralité de traverses. L'ensemble comprenant la dalle de support, la portion de voie ferrée, la pluralité de traverses et/ou du ballast forme le tablier du pont ferroviaire.
  • Les ponts ferroviaires sont généralement conçus avec des dimensions importantes, notamment l'épaisseur de la dalle qui détermine leur capacité de résistance au passage d'un véhicule tel qu'un train. La hauteur disponible autour de la voie pour concevoir la dalle est un critère essentiel pour le choix du type de pont qui sera utilisé.
  • Avec le temps, les ponts ferroviaires nécessitent une maintenance importante. En particulier, la peinture s'abime et nécessite des travaux lourds de rafraichissement régulier. De plus, de l'eau peut stagner sur le béton qui supporte le ballast ou directement les traverses, ce qui peut provoquer une détérioration du béton. Pour remédier à ce problème d'étanchéité, il est nécessaire d'enlever toute la voie présente sur le pont, refaire l'étanchéité et réinstaller la voie sur le pont. Une telle maintenance est chronophage, onéreuse, contraignante et stoppe la circulation qui s'opère sur la voie tout le temps de la maintenance.
  • Par ailleurs, il est connu que le tablier du pont ferroviaire soit posé sur des appareils d'appui contenant généralement du caoutchouc ou un élastomère de sorte à supporter et amortir les efforts transmis par le tablier.
  • Toutefois, ces appareils d'appui s'usent avec le temps et nécessitent d'être entretenus et remplacés lorsqu'ils présentent une usure trop importante. Le remplacement des appareils d'appui nécessite de soulever le tablier, remplacer les appareils d'appuis usés par des neufs et réinstaller le tablier. Une telle maintenance est chronophage, onéreuse, contraignante et stoppe la circulation qui s'opère sur la voie tout le temps de la maintenance.
  • L'invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients, en particulier à diminuer les opérations de maintenance lourdes des ponts.
    • PRESENTATION DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un pont comprenant une dalle de support. La dalle de support comporte une face supérieure agencée pour supporter une voie de circulation et une face inférieure opposée à la face supérieure. Ledit pont comporte en outre une pluralité d'organes de renfort solidarisés au moins de la face inférieure de la dalle de sorte à en améliorer la résistance mécanique. Ladite dalle est au moins partiellement en béton et la pluralité d'organes de renfort est au moins partiellement en acier auto-patinable. Ladite dalle enrobe au moins en partie lesdits organes de renfort.
  • L'acier auto-patinable permet avantageusement d'éliminer le besoin en peinture des organes de renfort qui sont soumis aux conditions extérieures, ce qui réduit l'entretien. La dalle de support au moins partiellement en béton enrobant au moins en partie les organes de renfort au moins partiellement en acier auto-patinable permet d'améliorer la résistance mécanique du pont. En particulier, la coopération du béton et de l'acier auto-patinable permet d'augmenter l'adhérence entre la dalle de support et l'organe de renfort, ce qui renforce la structure du pont.
  • Avantageusement, la dalle de support comprend une proportion de béton fibré à ultra-hautes performances.
  • Le béton à ultra-haute performance (BFUP) présente un fort dosage en liant qui conduit à l'absence de porosité capillaire de la dalle de support. Ainsi, le BFUP permet d'empêcher l'infiltration d'eau dans la dalle de support et sa stagnation. Il permet ainsi d'augmenter la durée de vie de l'étanchéité du pont, au moins deux fois plus longue par rapport à un pont classique. Le béton à ultra-haute performance (BFUP) comprend des renforts internes qui permettent avantageusement de transmettre des efforts mécaniques aux organes de renfort au moins partiellement en acier auto-patinable. Cela permet d'améliorer le transfert des efforts mécaniques entre les organes de renfort et les renforts internes.
  • Avantageusement encore, la dalle de support comporte un corps de dalle et une couche d'étanchéité, la couche d'étanchéité recouvrant le corps de dalle et étant interposée entre ce dernier et ladite voie de circulation, ladite couche d'étanchéité formant la proportion de béton fibré à ultra-hautes performances de la dalle de support.
  • La couche d'étanchéité en béton fibré à ultra-haute performance permet de protéger le corps de dalle en béton, en particulier des venues d'eau et de sa stagnation. Elle permet ainsi d'augmenter la durée de vie de l'étanchéité du pont, au moins deux fois plus longue par rapport à un pont classique. Aussi, la couche d'étanchéité permet de s'affranchir des travaux engendrés par la maintenance et le remplacement de l'étanchéité des ponts, à savoir enlever toute la voie présente sur le pont, refaire l'étanchéité et réinstaller la voie sur le pont.
  • Avantageusement, la couche d'étanchéité présente une épaisseur comprise entre 3cm et 5cm.
  • Selon une variante, la dalle de support est entièrement réalisée en béton fibré à ultra-hautes performances.
  • Avantageusement, le pont comporte en outre au moins un organe d'appui dudit pont, ladite pluralité d'organes de renfort étant encastrée au moins partiellement dans ledit organe d'appui.
  • Avantageusement encore, ladite pluralité d'organes de renfort est entièrement encastrée dans ledit organe d'appui.
  • L'encastrement au moins partiel de la pluralité d'organes de renfort dans l'organe d'appui permet de s'affranchir d'appareils d'appui constitués au moins partiellement en caoutchouc et donc de leur entretien et de leur maintenance. En particulier, le remplacement desdits appareils d'appui nécessite de soulever le tablier pour remplacer l'appareil d'appui à changer par un neuf, ce qui engendre l'arrêt de la circulation sur le pont.
  • Selon un premier mode de réalisation, chaque organe de renfort comporte au moins deux poutres de support en acier auto-patinable, lesdites poutres de support étant chacune enrobée au moins en partie par la dalle de support.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, chaque organe de renfort comporte au moins deux poutres de support et une pluralité de systèmes d'accroche en acier auto-patinable, la pluralité de systèmes d'accroche saillant de chaque poutre support, lesdits systèmes d'accroche étant enrobés par la dalle de support.
  • Avantageusement, le pont comporte en outre au moins une plaque de renfort s'étendant entre les poutres de support et la face inférieure de la dalle de support, la pluralité de systèmes d'accroche saillant de ladite plaque de renfort.
  • Avantageusement encore, la pluralité de systèmes d'accroche est issue de matière de la plaque de renfort.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit, faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
    • PRESENTATION DES FIGURES
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
  • La figure 1 est une vue de face et en coupe d'un pont selon un premier mode de réalisation de l'invention, comportant une dalle support solidarisée à une pluralité d'organes de renfort, ladite pluralité d'organes de renfort étant directement encastrée dans un organe d'appui ;
  • La figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une variante du pont de la figure 1, dans lequel la pluralité d'organes de renfort est reliée à des appareils d'appui, eux-mêmes reliés à l'organe d'appui ;
  • La figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une variante du pont de la figure 1, dans lequel la pluralité d'organes de renfort est entièrement encastrée dans l'organe d'appui ;
  • La figure 4 est une vue de face et en coupe d'un pont selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'organe de renfort comporte une pluralité de poutres de support enrobées partiellement par la dalle de support, la pluralité d'organes de renfort étant reliée à des appareils d'appui, eux-mêmes reliés à l'organe d'appui ;
  • La figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4, dans laquelle la pluralité de poutres de support est entièrement enrobée par la dalle de support ;
  • La figure 6 est une vue en perspective éclatée du pont de la figure 5 ; et
  • La figure 7 est une vue en perspective éclatée d'une variante du pont de la figure 4, dans lequel la pluralité d'organe de renfort est entièrement encastrée dans l'organe d'appui.
  • Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.
    • DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un pont 2, notamment ferroviaire, permettant le support d'une voie de circulation 1, en particulier une voie ferrée, autorisant la circulation de véhicules, notamment ferroviaires.
  • Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au domaine ferroviaire mais s'applique à tout type de pont destiné à recevoir une voie de circulation, routière ou piétonne par exemples.
  • Comme illustré sur le figures 1 et 2, la voie de circulation 1 comprend deux rails 3 parallèles longitudinaux fixées sur une pluralité de traverses 4 disposées perpendiculairement aux rails 3.
  • Les traverses 4 reposent sur du ballast (non représenté) qui permet de supporter et de stabiliser la voie de circulation 1. Bien entendu, les traverses 4 peuvent reposer directement sur le pont 2, comme cela est illustré sur les figures.
  • Le pont 2 comprend une dalle de support 20.
  • La dalle de support 20 comprend une face supérieure et une face inférieure. La face supérieure est agencée pour supporter une portion de la voie de circulation 1 et la face inférieure est opposée à la face supérieure. Par exemple, la dalle de support 20 peut avoir une longueur de 15m, une largeur de 3,5m et une épaisseur de 15cm.
  • Selon l'invention, la dalle de support 20 est au moins partiellement en béton.
  • Ainsi, la dalle de support 20 peut présenter une proportion de béton, et en particulier une proportion de béton fibré à ultra-haute performance (BFUP). Un BFUP présente de manière connue une résistance allant de 130 à 250 MPa en compression et de 20 à 50 MPa en traction par flexion. De plus, le BFUP présente un fort dosage en liant qui conduit à l'absence de porosité capillaire.
  • Comme illustré sur les figures 1 à 7, la dalle de support 20 peut comporter un corps de dalle 200 et une couche d'étanchéité 201.
  • La couche d'étanchéité 201 recouvre le corps de dalle 200 et est interposée entre ledit corps de dalle 200 et la voie de circulation 1. La couche d'étanchéité 201 est en béton fibré à ultra-haute performance et forme la proportion de béton fibré à ultra-hautes performances de la dalle de support 20.
  • La couche d'étanchéité 201 présente une épaisseur comprise entre 3cm et 5cm.
  • Une telle épaisseur permet d'assurer une bonne mise en oeuvre de la couche d'étanchéité 201 tout en limitant les risques de fissuration et les couts, notamment les couts liés à la fabrication de ladite couche d'étanchéité 201.
  • La couche d'étanchéité 201 en béton fibré à ultra-haute performance permet de protéger le corps de dalle 200 par exemple en béton, en particulier des venues d'eau et de sa stagnation. La couche d'étanchéité 201 permet ainsi d'augmenter la durée de vie de l'étanchéité du pont 2, au moins deux fois plus longue par rapport à un pont classique.
  • La couche d'étanchéité 201 permet de s'affranchir des travaux engendrés par la maintenance et le remplacement de l'étanchéité des ponts, à savoir enlever toute la voie présente sur le pont, refaire l'étanchéité et réinstaller la voie sur le pont.
  • De manière alternative, la dalle de support 20 peut être entièrement réalisée en béton, en particulier, en béton ultra-haute performance.
  • La dalle de support 20 en béton fibré à ultra-haute performance permet d'empêcher l'infiltration d'eau dans la dalle de support 20 et sa stagnation. Le BFUP permet ainsi d'augmenter la durée de vie de l'étanchéité du pont 2, au moins deux fois plus longue par rapport à un pont classique.
  • La dalle de support 20 en BFUP permet de s'affranchir des travaux engendrés par la maintenance et le remplacement de l'étanchéité des ponts, à savoir enlever toute la voie présente sur le pont, refaire l'étanchéité et réinstaller la voie sur le pont.
  • Il va de soi que la dalle de support 20 pourrait être constituée d'un mélange de béton comprenant, par exemple, du BFUP et du béton ordinaire.
  • Le pont 2 comprend en outre une pluralité d'organes de renfort 21.
  • La pluralité d'organes de renfort 21 est au moins partiellement en acier auto-patinable.
  • En particulier, la pluralité d'organes de renfort 21 peut présenter une proportion en acier auto-patinable, soit être entièrement en acier auto-patinable. L'acier auto-patinable se présente par exemple sous la référence commerciale CORTEN.
  • L'acier auto-patinable de la pluralité d'organes de renfort 21 présente l'avantage de ne pas nécessiter l'application sur les organes de renfort 21 d'un système de protection contre la corrosion, telle que de la peinture.
  • L'acier auto-patinable permet de s'affranchir de la maintenance de la peinture ou autre système de protection contre la corrosion à appliquer sur les organes de renfort 21.
  • De plus, chaque organe de renfort 21 comporte au moins deux poutres support 23. Chaque poutre de support 23 peut être une poutre dite PRS, c'est-à-dire une Poutre Reconstituée Soudée, ou une poutre laminée dite HEB ou HEA, c'est-à-dire une poutre en H ou en I à larges ailes, IPN, c'est-à-dire une poutre en I à profil normal, ou une poutre dite IPE, c'est-à-dire une poutre en I à profil européen, par exemples.
  • En d'autres termes, chaque poutre de support 23 comporte une première portion s'étendant entre le support sur lequel repose le pont 2 et la dalle de support 20, une deuxième portion s'étendant orthogonalement à la première portion, entre cette dernière et la dalle de support 20 et une troisième portion s'étendant orthogonalement à la première portion, entre cette dernière et le support sur lequel repose le pont 2.
  • Comme illustré sur les figures 1 à 7, la dalle de support 20 enrobe au moins en partie les organes de renfort 21, de sorte à en améliorer la résistance mécanique.
  • Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 1 à 3, la pluralité d'organes de renfort 21 est solidarisée à la face inférieure de la dalle de support 20 de sorte à en améliorer la résistance mécanique.
  • En particulier, chaque organe de renfort 21 comporte au moins deux poutres de support 23. Comme illustré sur les figures 1 et 2 par exemple, l'organe de renfort 21 comporte quatre poutres de support 23, juxtaposées les unes aux autres, selon la largeur de la dalle de support 20.
  • De plus, l'organe de renfort 21 comporte une pluralité de systèmes d'accroche 24. Ces systèmes d'accroche 24 saillent de la deuxième portion de chaque poutre de support 23, vers la dalle de support 20 et sont enrobés par cette dernière.
  • Les systèmes d'accroche 24 sont en acier auto-patinable.
  • Ainsi, les systèmes d'accroches 24 sont encastrés dans la dalle de support 20 au moins partiellement en béton. Le contact entre le béton de la dalle de support 20 et l'acier auto-patinable des systèmes d'accroche 24 permet d'augmenter l'adhérence entre la dalle de support 20 et l'organe de renfort 21 ou les organes de renfort 21. Une meilleure adhérence permet d'améliorer davantage la résistance mécanique de la dalle et de renforcer la structure du pont 2.
  • Comme illustré sur les figures 1 à 3, le pont 2 peut comporter en outre au moins une plaque de renfort 25. Cette plaque de renfort 25 s'étend entre les poutres de support 23 et la face inférieure de la dalle de support 20. En particulier, la plaque de renfort 25 s'étend entre la deuxième portion de chacune des poutres de support 23 et la face inférieure de la dalle de support 20. Dans ce cas, la pluralité de systèmes d'accroche 24 saille de la plaque de renfort 25, plutôt que de la deuxième portion des poutres de support 23.
  • La plaque de renfort 25 peut par exemple être en acier, en particulier en acier auto-patinable.
  • Les systèmes d'accroche 24 peuvent être fixés sur la plaque de renfort 25 ou issus de matière avec la plaque de renfort 25.
  • Tout comme les systèmes d'accroche 24, la plaque de renfort 25 peut être encastrée dans la dalle de support 20.
  • Ainsi, les organes de renfort 21 constituent un tirant permettant d'augmenter la capacité de résistance de la structure du pont 2, vis-à-vis des efforts de flexion. La deuxième portion des poutres de support 23, la plaque de renfort 25 et/ou les systèmes d'accroche 24 ont un rôle mécanique de reprise de la majeure partie des efforts de traction dus à la flexion de la dalle de support 20 et permettent de mieux maîtriser le comportement en fatigue de la structure dû à des sollicitations variables sur la voie de circulation 1 pour lui conférer une durabilité élevée.
  • Selon un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 4 à 7, la pluralité d'organes de renfort 21 est solidarisée à la dalle de support 20 de sorte à en améliorer la résistance mécanique.
  • En particulier, et tel que représenté sur la figure 4, la pluralité d'organes de renfort 21 est partiellement enrobée par la dalle de support 20. Ici, chaque poutre de support 23 et plus particulièrement la deuxième portion et une partie de la première portion de chaque poutre de support 23 est enrobée dans la dalle de support 20.
  • Chaque organe de renfort 21 comporte au moins deux poutres de support 23. Comme illustré sur la figure 4, l'organe de renfort 21 comporte dix-huit poutres de support 23, juxtaposées les unes aux autres, selon la largeur de la dalle de support 20.
  • Chacune des poutres de support 23 est en acier auto-patinable.
  • Ainsi, les poutres de support 23 sont partiellement encastrées dans la dalle de support 20 au moins partiellement en béton. Le contact entre le béton de la dalle de support 20 et l'acier auto-patinable des poutres de support 23 permet d'augmenter l'adhérence entre la dalle de support 20 et l'organe de renfort 21 ou les organes de renfort 21. Une meilleure adhérence permet d'améliorer davantage la résistance mécanique de la dalle et de renforcer la structure du pont 2.
  • Selon une variante représentée sur la figure 5, la pluralité d'organes de renfort 21 est entièrement enrobée par la dalle de support 20. Ici, chaque poutre de support 23 est entièrement enrobée dans la dalle de support 20.
  • Les poutres de support 23 sont ici aussi juxtaposées les unes aux autres, selon la largeur de la dalle de support 20 et sont en acier auto-patinable.
  • L'encastrement total des poutres de support 23 dans la dalle de support 20 permet d'augmenter la surface de contact entre le béton de la dalle de support 20 et l'acier auto-patinable des poutres de support 23, et permet donc d'augmenter davantage l'adhérence entre la dalle de support 20 et l'organe de renfort 21 ou les organes de renfort 21. Une meilleure adhérence permet d'améliorer encore davantage la résistance mécanique de la dalle et de renforcer la structure du pont 2.
  • Les organes de renfort 21 de ce deuxième mode de réalisation constituent, tout comme ceux du premier mode de réalisation, un tirant permettant d'augmenter la capacité de résistance de la structure de la structure du pont 2, vis-à-vis des efforts de flexion. Les poutres de support 23 ont un rôle mécanique de reprise de la majeure partie des efforts de traction dus à la flexion de la dalle de support 20 et permettent de mieux maîtriser le comportement en fatigue de la structure dû à des sollicitations variables sur la voie de circulation 1 pour lui conférer une durabilité élevée.
  • Le pont 2 selon l'invention comporte en outre au moins un organe d'appui 22 du pont 2 sur son support.
  • L'organe d'appui 22 est par exemple en béton armé.
  • Comme illustré sur les figures 2 et 4 à 6, le pont 2 peut en outre comporter des appareils d'appui 5, interposés entre la pluralité d'organes de renfort 21 et l'organe d'appui 22.
  • Les appareils d'appui 5 comportent du caoutchouc ou tout autre élastomère et permettent d'amortir les efforts transmis par la pluralité d'organes de renfort 21, vers l'organe d'appui 22.
  • Selon une variante illustrée sur les figures 1, 3 et 7, la pluralité d'organes de renfort 21 est encastrée au moins partiellement dans l'organe d'appui 22. Cette variante est le mode préféré de l'invention.
  • En d'autres termes, la pluralité d'organes de renfort 21 est en partie encastrée dans l'organe d'appui 22, soit entièrement encastrée dans l'organe d'appui 22.
  • Selon le premier mode de réalisation de l'invention et en référence à la figure 1, la troisième portion de chaque poutre de support 23 est encastrée au moins partiellement et liaisonnée dans l'organe d'appui 22 par fichage.
  • En référence à la figure 3, chaque poutre de support 23 est entièrement encastrée dans l'organe d'appui 22, seuls les systèmes d'accroche 24 ne sont pas enrobés par ledit organe d'appui 22.
  • Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention et en référence à la figure 7, chaque poutre de support 23 est entièrement encastrée dans l'organe d'appui 22. De plus, la liaison entre la dalle de support 20 et les poutres de support 23 s'effectue au moyen d'un système d'ancrage comportant une pluralité d'armatures, en particulier en acier, qui s'étendent depuis la dalle de support 20 et en direction desdites poutres de support 23. Lesdites armatures traversent les poutres de support 23 au travers de perçages ménagés dans lesdites poutres de support 23.
  • L'encastrement de la pluralité d'organes de renfort 21 dans l'organe d'appui 22 permet de s'affranchir des appareils d'appui 5 et donc de leur entretien et de leur maintenance. En particulier, le remplacement des appareils d'appui 5 nécessite de soulever le tablier pour remplacer l'appareil d'appui à changer par un neuf, ce qui engendre l'arrêt de la circulation sur le pont 2.
  • Ainsi, le pont 2 selon l'invention nécessite peu d'opérations de maintenance, notamment concernant l'étanchéité de la dalle de support 20, la corrosion des organes de renfort 21 et l'usage des appareils d'appui 5, tout en permettant d'améliorer la résistance mécanique de la dalle de support 20 et de renforcer la structure du pont 2.

Claims (9)

  1. Pont (2) comprenant une dalle de support (20) comportant une face supérieure agencée pour supporter une voie de circulation (1) et une face inférieure opposée à la face supérieure, ledit pont (2) comportant en outre une pluralité d'organes de renfort (21) solidarisés au moins de la face inférieure de la dalle de support (20) de sorte à en améliorer la résistance mécanique, ladite dalle de support (20) comprenant une proportion de béton fibré à ultra-hautes performances et la pluralité d'organes de renfort (21) étant au moins partiellement en acier auto-patinable, ladite dalle de support (20) enrobant au moins en partie lesdits organes de renfort (21).
  2. Pont (2) selon la revendication 1, dans lequel la dalle de support (20) comporte un corps de dalle (200) et une couche d'étanchéité (201), la couche d'étanchéité (201) recouvrant le corps de dalle (200) et étant interposée entre ce dernier et ladite voie de circulation (1), ladite couche d'étanchéité (201) formant la proportion de béton fibré à ultra-hautes performances de la dalle de support (20).
  3. Pont (2) selon la revendication 2, dans lequel la couche d'étanchéité (201) présente une épaisseur comprise entre 3 cm et 5 cm.
  4. Pont (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la dalle de support (20) est entièrement réalisée en béton fibré à ultra-hautes performances.
  5. Pont (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre au moins un organe d'appui (22) dudit pont (2), ladite pluralité d'organes de renfort (21) étant encastrée au moins partiellement dans ledit organe d'appui (22).
  6. Pont (2) selon la revendication 5, dans lequel ladite pluralité d'organes de renfort (21) est entièrement encastrée dans ledit organe d'appui (22).
  7. Pont (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque organe de renfort (21) comporte au moins deux poutres de support (23) en acier auto-patinable, lesdites poutres de support (23) étant chacune enrobée au moins en partie par la dalle de support (20).
  8. Pont (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque organe de renfort (21) comporte au moins deux poutres de support (23) et une pluralité de systèmes d'accroche (24) en acier auto-patinable, la pluralité de systèmes d'accroche (24) saillant de chaque poutre support (23), lesdits systèmes d'accroche (24) étant enrobés par la dalle de support (20).
  9. Pont (2) selon la revendication 8, comportant en outre au moins une plaque de renfort (25) s'étendant entre les poutres de support (23) et la face inférieure de la dalle de support (20), la pluralité de systèmes d'accroche (24) saillant de ladite plaque de renfort (25).
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