FR3019193A1 - Travee de pont modulaire, module de poutre et procede de construction modulaire d'une telle travee - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une travée de pont modulaire (1), adaptée pour reposer sur au moins deux appuis écartés (A1, A2) et comprenant : au moins deux poutres de support (2) longitudinales parallèles entre elles, comprenant chacune au moins un module de poutre (10) préfabriqué et ayant une longueur (L1) correspondant à la portée entre appuis (A1, A2) ; des éléments de platelage disposés en appui sur les poutres de support (2) pour former une chaussée de circulation ; et des entretoises de rigidification qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support (2) parallèles voisines. La travée (1) est caractérisée en ce que chaque module de poutre (10) comprend deux âmes (31) inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal, comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre (10). L'invention concerne également un module de poutre (10), ainsi qu'un procédé de construction modulaire d'une telle travée (1).

Description

TRAVEE DE PONT MODULAIRE, MODULE DE POUTRE ET PROCEDE DE CONSTRUCTION MODULAIRE D'UNE TELLE TRAVEE La présente invention concerne une travée de pont modulaire. L'invention concerne également un module de poutre adapté pour la construction d'une telle travée. L'invention concerne enfin un procédé de construction modulaire d'une telle travée. Le domaine de l'invention est celui des ponts modulaires, containérisables, adaptés pour être déployés en tous points du monde. Dans le cadre de l'invention, le terme pont désigne toute construction essentiellement métallique reposant sur au moins deux appuis écartés, tels que des culées ou des piliers, afin de franchir une vallée, un cours d'eau ou une autre voie de circulation routière ou ferroviaire. FR-A-2 858 338 décrit un pont modulaire, formé par assemblage de trois ensembles d'éléments de construction préfabriqués, à savoir un premier ensemble de modules de poutres, un second ensemble d'entretoises transversales de liaison entre poutres et un troisième ensemble d'éléments de platelage prenant appui sur les poutres pour former une chaussée. Les modules de poutre sont constitués de caissons creux allongés à section transversale quadrangulaire, avec deux semelles horizontales, respectivement supérieure et inférieure, reliées par des parois latérales sensiblement verticales. De tels caissons sont assez stables à la pose et résistent à la torsion lors du levage ou du lançage de la poutre réalisée par assemblage bout à bout de plusieurs éléments. Toutefois, la réalisation de tels éléments en caissons est relativement complexe et demande un matériel spécialisé. De plus, les éléments doivent être protégés contre la corrosion et il est difficile de réaliser une telle protection à l'intérieur de caissons fermés.

Par ailleurs, les poutres ainsi réalisées par assemblage bout à bout de plusieurs caissons sont relativement lourdes et nécessitent des moyens de levage adéquats. Le but de la présente invention est de proposer une travée de pont modulaire et des modules de poutre améliorés, notamment en termes de légèreté, de coût et de répartition des efforts sous contrainte.

A cet effet, l'invention a pour objet une travée de pont modulaire, adaptée pour reposer sur au moins deux appuis écartés et comprenant : au moins deux poutres de support longitudinales parallèles entre elles, comprenant au moins un module de poutre préfabriqué et ayant une longueur correspondant à la portée entre appuis ; des éléments de platelage disposés en appui sur les poutres de support pour former une chaussée de circulation ; et des entretoises de rigidification qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support parallèles voisines. La travée est caractérisée en ce que chaque module de poutre comprend deux âmes inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal, comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre. Ainsi l'invention améliore le rapport entre la résistance mécanique et la masse de la travée, et donc la portée maximale réalisable. En comparaison avec des caissons classiques, les âmes comportant une structure en treillis hybride permettent d'alléger les modules de poutre, d'économiser de la matière et donc de réduire le coût de construction de la travée. Egalement, grâce à la structure en treillis hybride et à la section trapézoïdale, la répartition des charges encaissées par la travée est améliorée. La structure en treillis hybride permet d'obtenir un bon compromis entre une âme pleine et une âme en treillis simple. Par ailleurs, la section trapézoïdale facilite le transport avant déploiement, en facilitant l'agencement entre modules de poutre dans les conteneurs. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de la travée selon l'invention, prises isolément ou en combinaison : - Les âmes comportent chacune une structure en treillis hybride de forme Warren, comprenant des éléments pré-assemblés délimitant une alternance de triangles avec pointe en bas et de triangles avec pointe en haut, où chaque triangle avec pointe en bas inclut au moins une tôle de rigidification, tandis que chaque triangle avec pointe en haut délimite un espace ouvert. - Chaque poutre de support comprend au moins deux modules de poutre préfabriqués, chacun allongé entre deux extrémités longitudinales, et en ce que la travée de pont modulaire comprend également des moyens d'assemblage amovible entre les extrémités de deux modules de poutre adjacents pour la formation de la poutre de support correspondante. - Sur chaque côté extérieur de la poutre de support, à l'interface entre les extrémités des deux modules de poutre adjacents, les moyens d'assemblage comprennent au moins une plaque en forme d'os et au moins quatre axes, chaque plaque en forme d'os incluant un corps qui s'étend entre une tête supérieure et une tête inférieure le long d'une des âmes, chaque tête comportant deux logements de réception d'un des axes, respectivement un premier axe articulé avec la plaque en forme d'os et l'extrémité de l'un des deux modules de poutre et un deuxième axe articulé avec la plaque en forme d'os et l'extrémité de l'autre des deux modules de poutre. - Les logements de la tête supérieure sont écartés d'un premier entraxe, les logements de la tête inférieure sont écartés d'un deuxième entraxe, et le premier entraxe est plus grand que le deuxième entraxe. - La travée comprend également des moyens de liaison amovible entre deux éléments de platelage adjacents, chacun solidarisé à l'un parmi deux modules de poutre adjacents formant l'une des poutres de support, avec deux degrés de liberté entre les éléments de platelage adjacents, incluant un degré de liberté en translation longitudinale et un degré de liberté en rotation autour d'un axe transversal. - Les éléments de platelage comprennent une dalle orthotrope fixée aux deux modules de poutre parallèles voisins, de part et d'autre de la dalle orthotrope suivant une direction transversale, par au moins une entretoise et un système de boulonnage platine sur platine, la dalle orthotrope et les deux modules de poutre parallèles voisins formant un ensemble monobloc. - Les entretoises de rigidification comprennent des premières entretoises qui s'étendent suivant une direction transverse horizontale entre les poutres de support parallèles voisines et des secondes entretoises qui s'étendent en diagonale, chacune dans un plan sensiblement vertical, depuis les premières entretoises jusqu'en partie supérieure des poutres de support parallèles voisines. - Les entretoises de rigidification comprennent des troisièmes entretoises qui s'étendent en diagonale, chacune dans un plan sensiblement horizontal, entre les parties inférieures et/ou supérieures des poutres de support parallèles voisines. - Chaque module de poutre comprend deux membrures inférieures et une membrure supérieure, délimitant avec les âmes la section transverse trapézoïdale resserrée en partie supérieure du module de poutre, chaque âme étant inclinée depuis l'une des membrures inférieures jusqu'à la membrure supérieure. L'invention a également pour objet un module de poutre préfabriqué, adapté pour la construction d'une travée de pont modulaire reposant sur au moins deux appuis écartés, en particulier une travée de pont modulaire telle que mentionnée ci-dessus. Le module de poutre est caractérisé en ce qu'il comprend deux âmes inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal, comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse globalement trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre. De préférence, les âmes comportent chacune une structure en treillis hybride de forme Warren, comprenant des éléments pré-assemblés délimitant une alternance de triangles avec pointe en bas et de triangles avec pointe en haut, où chaque triangle avec pointe en bas inclut au moins une tôle de rigidification, tandis que chaque triangle avec pointe en haut délimite un espace ouvert. L'invention a également pour objet un procédé de construction d'une travée de pont modulaire, adaptée pour reposer sur au moins deux appuis écartés. Le procédé comprend une phase de pré-fabrication comprenant des étapes consistant à fabriquer : au moins deux modules de poutre, comprenant chacun deux âmes inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal, qui comportent chacune une structure en treillis hybride, et délimitent latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre ; des entretoises de rigidification adaptées pour relier les modules de poutre ; et des éléments de platelage adaptés pour être disposés en appui sur les modules de poutre ; puis une phase d'assemblage comprenant des étapes consistant à assembler : les modules de poutre en formant au moins deux poutres de support longitudinales parallèles entre elles, ayant chacune une longueur correspondant à la portée entre appuis ; les entretoises de rigidification qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support parallèles voisines ; et les éléments de platelage disposés en appui sur les poutres de support pour former une chaussée de circulation. Chacun des modules de poutre est allongé entre deux extrémités longitudinales. De préférence, la phase d'assemblage du procédé comprend également une étape consistant à disposer des moyens d'assemblage amovible entre les extrémités de deux modules de poutre adjacents pour la formation de la poutre de support correspondante. Encore de préférence, la phase d'assemblage du procédé comprend également une étape consistant à disposer des moyens de liaison amovible entre deux éléments de platelage adjacents, chacun solidarisé à l'un parmi deux modules de poutre adjacents formant l'une des poutres de support, avec deux degrés de liberté entre les éléments de platelage adjacents, incluant un degré de liberté en translation longitudinale et un degré de liberté en rotation autour d'un axe transversal. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue de côté d'une travée de pont modulaire conforme à l'invention, reposant à ses extrémités sur deux culées, la travée comprenant des modules de poutre également conformes à l'invention, des entretoises de rigidification et des éléments de platelage, ces derniers n'étant pas représentés dans un but de simplification ; la figure 2 est une vue partielle de la travée, de dessous selon la flèche II à la figure 1, montrant les modules de poutres et les entretoises de rigidification ; la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne à la figure 1, montrant les modules de poutre, les entretoises de rigidification et les éléments de platelage ; les figures 4 à 8 sont des coupes analogues à la figure 3, montrant des variantes de travées conformes à l'invention ; la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 3, la travée étant partiellement représentée ; les figures 10 et 11 sont des vues à plus grande échelle, respectivement des détails X et XI, à la figure 1 ; la figure 12 est une vue légèrement à plus grande échelle de la figure 11, montrant uniquement une plaque en forme d'os, appartenant aux moyens d'assemblage entre modules de poutre adjacents ; la figure 13 est une vue analogue à la figure 12, montrant une autre bielle appartenant aux moyens d'assemblage entre modules de poutre adjacents ; la figure 14 est une vue de côté selon la flèche XIV à la figure 9, montrant uniquement l'assemblage entre éléments de platelage adjacents ; la figure 15 est une vue analogue à la figure 10, à plus grande échelle, montrant une extrémité d'appui sur culée d'un module de poutre prévu à l'extrémité de la travée ; et la figure 16 est une coupe selon la ligne XVI-XVI à la figure 15.

Sur les figures 1 à 3 et 9 à 16 est représentée une travée de pont modulaire 1, conforme à l'invention, et ses différents éléments constitutifs. Comme montré à la figure 1, la travée 1 s'étend suivant un axe longitudinal X1 entre deux culées ou appuis écartés Al et A2. A titre d'exemple non limitatif, cette travée 1 présente une longueur Ll égale à 52,20 mètres, pour une portée maximale de l'ordre de 51,70 mètres, et une hauteur H1 égale à 1,90 mètre hors tout. Comme montré aux figures 2 et 3, la travée 1 comprend deux poutres de support 2 et 3, qui s'étendent suivant la direction longitudinale définie par l'axe X1 en étant parallèles entre elles. Chaque poutre 2 et 3 est allongée selon la longueur Ll correspondant à la portée entre appuis Al et A2. Chaque poutre 2 et 3 comprend cinq modules de poutre 10, également conformes à l'invention, préfabriqués métalliques et monolithiques.

Plus précisément, sur l'exemple de la figure 1, chaque poutre 2 et 3 de la travée 1 comprend un module d'extrémité 11, un module 12, un module 13 ou demi-module, un module 14 et un module d'extrémité 15. Le module d'extrémité 11 s'étend selon une longueur L2 entre une extrémité 100 prévue pour reposer sur l'appui Al et une extrémité 102 connectée au module 12. Le module 12 s'étend selon une longueur L2 entre une extrémité 101 connectée au module 11 et une extrémité 102 connectée au module 13. Le module 13 s'étend selon une longueur L3 entre une extrémité 101 connectée au module 12 et une extrémité 102 connectée au module 14. Le module 14 s'étend selon une longueur L2 entre une extrémité 101 connectée au module 13 et une extrémité 102 connectée au module 15. Le module 15 s'étend selon une longueur L2 entre une extrémité 101 connectée au module 14 et une extrémité 100 prévue pour reposer sur l'appui A2. La longueur L2 est égale à 11,60 mètres, tandis que la longueur L3 est égale à 5,80 mètres, de sorte que le module 13 est également désigné comme un demi-module. Excepté cette différence de longueur, le module 13 présente une construction similaire aux modules 12 et 14. En revanche, les modules 11 et 15 sont légèrement différents, en ce qu'ils comportent des extrémités d'appui 100, chacune configurée comme une poutre bateau (« swan neck » en anglais), adaptée pour reposer sur les appuis Al et A2. La longueur Ll est égale à quatre longueur L2 et une longueur L3. Chaque module 10 présente une hauteur H1 égale à 1,90 mètre hors tout.

Sur l'exemple de la figure 1, la travée 1 repose uniquement sur les appuis Al et A2 aux niveaux de ses extrémités d'appui 100. En alternative, si la travée 1 présente une longueur importante, par exemple supérieure à 55 mètres, et/ou si la travée 1 est destinée à supporter des charges importantes, alors des piles intermédiaires peuvent être disposées sous cette travée 1, en étant espacées entre les appuis Al et A2. Dans ce cas, une économie d'acier peut avantageusement être réalisée lors de la fabrication des éléments constitutifs de la travée 1, en particulier des modules 10. Comme montré aux figures 2 et 3, la travée 1 comprend également des éléments de platelage 8 disposés en appui sur les poutres de support 2 et 3 pour former une chaussée de circulation, ainsi que des entretoises de rigidification 9 qui s'étendent transversalement entre les poutres de support 2 et 3 parallèles voisines. De manière avantageuse, les éléments de platelage 8, les entretoises de rigidification 9 et les modules de poutre 10 constituant la travée de pont modulaire 1 présentent une construction standardisée. Une telle construction facilite leur préfabrication avant containérisation, transport sur site et déploiement de la travée 1, ceci quelles que soient la longueur et la largeur de cette travée 1.

Sur l'exemple des figures 1 à 3, la travée 1 comportant les deux poutres 2 et 3 présente transversalement une voie simple V1 mesurant 4 mètres de largeur, avec un écartement transverse V1A entre le milieu des deux poutres 2 et 3 qui mesure 2,69 mètres et deux débordements latéraux V1 B formés par les éléments de platelages 8 qui mesurent chacun 655 millimètres. Les figures 3 à 8 montrent différentes variantes de travées de pont modulaire conformes à l'invention. Selon une version de la travée dite « métallique », les éléments de platelage 8 comprennent une dalle orthotrope métallique, comme sur les figures 3 à 5. Selon une autre version de la travée dite « mixte », les éléments de platelage 8' comprennent une dalle en béton armé connectée, comme sur les figures 6 à 7. Dans la version mixte, la travée présente une hauteur égale à 1 mètre 90, plus la hauteur de la dalle en béton. Les travées des figures 3 et 6 comportent une voie de circulation, les travées des figures 4 et 7 comportent deux voies de circulation et les travées des figures 5 et 8 comportent quatre voies de circulation. A la figure 4, la travée comprend trois poutres de support 2, 3 et 4 et présente une voie double mesurant 7,50 mètres de largeur. A la figure 5, la travée comprend cinq poutres de support 2, 3, 4, 5 et 6 et présente une voie quadruple mesurant 12,88 mètres de largeur. A la figure 6, la travée comprend deux poutres de support 2' et 3' et présente une voie simple mesurant 4,66 mètres de largeur.

A la figure 7, la travée comprend trois poutres de support 2', 3' et 4' et présente une voie double mesurant 8,16 mètres de largeur. A la figure 8, la travée comprend cinq poutres de support 2', 3', 4', 5' et 6' et présente une voie quadruple mesurant 11,66 mètres de largeur. Les poutres de support 2' à 6' présentent un fonctionnement similaire, mais également certaines différences structurelles avec les poutres 2 à 6, dans la mesure où les unes sont prévues pour recevoir une dalle en béton armé et les autres sont prévues pour recevoir une dalle orthotrope. La principale différence structurelle concerne l'angle d'inclinaison des âmes à structure en treillis hybride, comme détaillé plus loin. Comme montré à la figure 9 avec le module 12 de la poutre 2, chaque module 10 comprend deux semelles ou membrures inférieures 21 et 22 en Té, une semelle ou membrure supérieure 23, et deux âmes inclinées 31 et 32, délimitant ensemble une section transverse trapézoïdale du module 10, resserrée en partie supérieure. La membrure supérieure 23 est constituée par un profilé plan horizontal et forme la chaussée plane avec les éléments de platelage 8 comprenant la dalle orthotrope. La membrure 21 comprend, d'une part, un profilé plan 21a horizontal et, d'autre part, un profilé plan 21b formant la barre centrale du Té inversé, fixé en partie centrale supérieure du profilé 21a en étant incliné par rapport à la direction verticale d'un angle [321 égal à 10°. De même, la membrure 22 comprend, d'une part, un profilé plan 22a horizontal et, d'autre part, un profilé plan 22b formant la barre centrale du Té inversé, fixé en partie centrale supérieure du profilé 22a en étant incliné par rapport à la direction verticale d'un angle [321 égal à 10°. Les deux profilés 21b et 22b sont donc inclinés de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal médian P10 du module 10. Entre les bords externes des membrures inférieures 21 et 22, le module 10 présente une largeur maximale W10 égale à 1,10 mètre. Comme montré aux figures 2 et 9, chaque module 10 comprend également une série de plats de liaison ou entretoises 24 espacées, parallèles entre elles, qui s'étendent chacune suivant une direction transverse horizontale entre les deux membrures inférieures 21 et 22. Suivant la direction longitudinale, les entretoises 24 sont disposées en alternance selon un écart e24 mesurant 1,45 mètre. Autrement dit, les entretoises 24 relient les membrures inférieures 21 et 22 tous les 1,45 mètre.

Sur la figure 9, le module 10 comprend également un diaphragme 41, disposé entre les membrures 21, 22 et 23 et les âmes 31 et 32, transversalement à la direction longitudinale. Plus précisément, le module 10 comprend plusieurs diaphragmes 41 espacés suivant la direction longitudinale, formant des raidisseurs verticaux transversaux. Chaque diaphragme 41 comporte une ouverture 41a réduisant la quantité de matière utilisée, sans diminuer excessivement sa résistance mécanique. Le module 10 peut également comprendre des raidisseurs horizontaux transversaux 42. Comme montré à la figure 9, les deux âmes 31 et 32 délimitent latéralement la section transverse trapézoïdale du module 10. La partie inférieure de l'âme 31 est fixée au profilé 21b, tandis que la partie inférieure de l'âme 32 est fixée au profilé 22b. La partie supérieure de chacune des âmes 31 et 32 est fixée à la membrure supérieure 23. Autrement dit, chaque âme 31 et 32 est inclinée depuis l'une des membrures inférieures, respectivement 21 et 22, jusqu'à la membrure supérieure 23, de sorte que la section trapézoïdale du module 10 est resserrée en partie supérieure. Comme les profilés 21b et 22b, les âmes 31 et 32 sont inclinées par rapport à la direction verticale d'un angle [321 égal à 10°. En alternative, cet angle[321 peut être compris entre 5° et 20°. Par rapport à des âmes 31 et 32 qui seraient verticales, cette inclinaison favorise la résistance mécanique en torsion des âmes 31 et 32, donc du module 10, donc de la travée 1, notamment sous l'action de charges locales, par exemple lorsqu'un véhicule passe sur la chaussée de la travée 1. .

Dans le cas d'une travée en version mixte, comme sur les figures 6 à 8, l'angle [321 peut de préférence être compris entre 5° et 20 °.Encore de préférence, l'angle [321 peut être égal à 15°. Comme montré aux figures 1, 10 et 11, les deux âmes 31 et 32 comportent chacune une structure en treillis hybride de forme Warren, comprenant des tubes pré- assemblés 33 délimitant une alternance de triangles avec pointe en bas 36 et de triangles avec pointe en haut 37. Les tubes 33 sont creux et présentent une section carré, dont chaque côté mesure 80 millimètres. En alternative, les tubes 33 peuvent présenter une section circulaire. Selon une autre alternative, les éléments pré-assemblés 33 peuvent être des plats et non des tubes. En partie inférieure, les tubes 33 sont fixés aux profilés 21b et 22b des membrures inférieures 21 et 22 par le biais de platines de fixation 35. De préférence, les platines 35 sont soudées aux diaphragmes 41. En partie supérieure, les tubes 33 sont fixés par soudage à la membrure supérieure 23, ainsi qu'éventuellement à des raidisseurs transversaux verticaux 43. Par rapport à un plan horizontal, les tubes 33 sont inclinés d'un angle a33 égal à 52°. En alternative, cet anglea33 peut être de préférence compris entre 40 et 60°. Avantageusement, chaque triangle avec pointe en bas 36 inclut une tôle de rigidification 38, tandis que chaque triangle avec pointe en haut 37 délimite un espace ouvert. Les tôles 38 sont fixées aux tubes 33, aux montants 34 et à la membrure supérieure 23. En d'autres termes, dans les triangles à pointe en bas 36, chacune des âmes 31 et 32 est dite pleine. En alternative, chaque triangle 36 peut comprendre deux tôles de plus petites dimensions, disposées de part et d'autre de chaque diaphragme 41. En pratique, la structure en treillis hybride et les tôles de rigidification 38 améliorent encore la résistance mécanique sous contraintes des âmes 31 et 32, donc du module 10, donc de la travée 1. Les flexions locales sous charges du platelage 8, plus précisément de la dalle en béton armé, sont fortement réduites. Si des piles intermédiaires sont disposées sous la travée 1, elles sont de préférence situées sous la pointe des triangles à pointe en bas 36.

Comme montré aux figures 2, 3 et 9, les entretoises de rigidification 9 comprennent des premières entretoises 91 qui s'étendent suivant une direction transverse horizontale entre les poutres de support 2 et 3 parallèles voisines. Suivant la direction longitudinale de la travée 1, les entretoises 91 sont disposées en alternance selon un écart e9 mesurant 2,90 mètres. Les entretoises de rigidification 9 comprennent également des secondes entretoises 92 qui s'étendent en diagonale, chacune dans un plan sensiblement vertical, depuis les premières entretoises 91 jusqu'en partie supérieure des poutres de support 2 et 3 parallèles voisines. Dans un même plan vertical, deux entretoises 92 forment un V. Optionnellement, les entretoises de rigidification 9 comprennent également des troisièmes entretoises 93 qui s'étendent en diagonale, chacune dans un plan sensiblement horizontal, entre les poutres de support 2 et 3 parallèles voisines, pour le lancement de la travée 1 lors de son déploiement. Des entretoises 93 dites supérieures peuvent s'étendre entre les parties supérieures des poutres de support 2 et 3 formant la travée 1 en version mixte ou métallique, tandis que des entretoises 93 dites inférieures peuvent s'étendre entre les parties inférieures des poutres de support 2 et 3 formant la travée 1 en version mixte, mais pas en version métallique. Les entretoises 93 inférieures s'étendent par exemple depuis l'extrémité gauche d'une entretoise 91 jusqu'à l'extrémité droite d'une entretoise 91 voisine. Contrairement aux entretoises 91 et 92 qui sont permanentes, les entretoises 93 peuvent être provisoires. Les entretoises 9 sont de préférence des tubes assemblés par boulonnage pour former la structure de rigidification.

En pratique, la travée 1 est cambrée et éventuellement courbée, de sorte que chaque poutre 2 et 3 n'est pas strictement droite et parallèle à l'axe X1. Pour des raisons d'optimisation de la résistance mécanique et d'évacuation des eaux, la travée 1 est initialement cambrée et présente un profil longitudinal polygone. Pour chaque poutre 2 et 3 cambrée, les faces supérieures des modules 10 ne sont pas alignées, mais la face supérieure de chaque module 10 forme une face du polygone. Sur l'exemple de la figure 1, le demi-module central 13 peut être sensiblement droit, les modules voisins 12 et 14 peuvent être légèrement inclinés par rapport à un plan horizontal, tandis que les modules d'extrémités 11 et 15 sont encore un peu plus inclinés. Les différents modules 10 adjacents, ainsi que les éléments de platelage 8 adjacents, sont articulés entre eux pour permettre la polygonation de la travée 1. Comme montré aux figures 1, 2, 11 et 14, la travée 1 comprend des zones 50 d'assemblage entre les extrémités 101 et 102 de deux modules de poutre 10 adjacents, pour la formation de la poutre de support 2 ou 3 correspondante, configurées de manière particulière pour permettre la polygonation de la travée 1 suivant la direction longitudinale.

En l'espèce, sur chaque côté extérieur de la poutre de support 2 ou 3, à l'interface entre les extrémités 101 et 102 dans la zone 50, les moyens d'assemblage comprennent au moins une plaque 60 et au moins quatre axes 68 par âme inclinée 31 ou 32. Chaque plaque 60 inclut un corps 61 qui s'étend entre deux têtes 62 et 63 le long d'une des âmes 31 ou 32. Chaque tête 62 et 63 comporte deux proéminences latérales, chacune munie d'un logement 64 de réception d'un des axes 68.

La plaque 60 présente globalement une forme d'os long, tel que le fémur, l'humérus ou le tibia. Dans le contexte de l'invention, les termes « os long » désignent la forme globale des plaques 60, comportant chacune un corps 61 et deux têtes 62 et 63. Cette forme est également comparable à un « I » majuscule ou un « H » renversé. En termes anatomiques, le corps 61 peut être qualifié de diaphyse, les têtes 62 et 63 peuvent être qualifiées d'épiphyses et les proéminences latérales peuvent être qualifiées de tubérosités. En pratique, chaque tête 62 et 63 coopère avec un premier axe 68 articulé avec la plaque 60 et l'extrémité 101 de l'un des deux modules de poutre 10 et un deuxième axe 68 articulé avec la plaque 60 et l'extrémité 102 de l'autre des deux modules de poutre 10. Plus précisément, chaque axe 68 traversant la tête supérieure 62 est articulé avec une platine supérieure 48 solidaire de la membrure supérieure 23, respectivement à l'extrémité 101 ou à l'extrémité 102. De même, chaque axe 68 traversant la tête inférieure 63 est articulé avec une platine inférieure 49 solidaire de la membrure inférieure 21 ou 22, respectivement à l'extrémité 101 ou à l'extrémité 102. Les logements 64 et les axes 68 ont des profils cylindriques. Sur les figures, entre le centre de deux logements 64 voisins sur une même tête 62 ou 63, les plaques 60 présentent un entraxe e62/e63 de l'ordre de 360 millimètres. En alternative, les entraxes e62 et e63 peuvent varier, comme détaillé ci-après. Les axes 68 sont en alliage d'acier à haute résistance, présentant une limite élastique de l'ordre de 1200 MPa. En outre, sur chaque côté intérieur de la poutre de support 2 ou 3, à l'interface entre les extrémités 101 et 102, les moyens d'assemblage comprennent de préférence une bielle 66 muni de deux logements 67, ainsi que deux axes 68 reçus dans ces logements 67.

Ainsi, pour chaque poutre 2 ou 3 de la travée 1, chaque zone d'assemblage 50 comprend au moins seize axes d'articulation 68, parmi lesquels huit axes 68 coopèrent avec les deux plaques 60 et huit axes 68 coopèrent avec les bielles 66. Les plaques 60 sont positionnées sur l'extérieur des âmes 31 et 32 et s'étendent globalement selon la hauteur des poutres 2 et 3, dans des plans inclinés sensiblement parallèles aux plans des âmes 31 et 32. Les bielles 66 sont positionnées sur l'intérieur des âmes 31 et 32, d'une part en partie basse et d'autre part en partie haute des poutres 2 et 3, dans des plans inclinés sensiblement parallèles aux plans des âmes 31 et 32. Chaque axe 68 s'étend suivant une direction perpendiculaire au plan de l'âme 31 ou 32 correspondante. Du fait des degrés de liberté au sein des moyens d'assemblage 60, 66 et 68 entre modules 10, le profil de la travée 1 peut être polygone.

Pour faciliter la polygonation, les plaques 60 peuvent être prévues avec un entraxe entre logements 64 qui est différent pour chacune des têtes 62 et 63. Plus précisément, l'entraxe e62 entre les logements 64 de la tête supérieure 62 est plus grand que l'entraxe e63 entre les logements 64 de la tête inférieure 63. A titre d'exemple, cette différence dimensionnelle entre les entraxes e62 et e63 peut être de l'ordre de 1% à 10%, de préférence de 3% à 6%. De même, les bielles 66 disposés au niveau de la tête supérieure 62 peuvent présenter, entre les logements 67, un entraxe plus grand que les bielles 66 disposés au niveau de la tête inférieure 63. En disposant d'une famille de pièces 60 et 66 présentant des entraxes différents, il est possible d'adapter facilement le profil polygone de la travée 1 lors de son assemblage. Dans les travées classiques, ne comportant en particulier pas de plaques 60 en forme d'os, des liaisons du type assemblage boulonné par éclissage ou assemblage par soudage sont généralement mises en oeuvre. Ces solutions sont plus longues et plus complexes à mettre en oeuvre, avec moins de flexibilité pour la polygonation, de sorte qu'elles ne sont pas adaptées aux modules comprenant des structures en treillis hybride. Comme montré aux figures 9 et 14, chaque dalle orthotrope formant le platelage 8 comprend une tôle de platelage 81, des raidisseurs longitudinaux 82 en plats, des entretoises transversales verticales 83, des platines 84 de fixation au module 10, ainsi que des raidisseurs transversaux verticaux 85. La tôle de platelage 81 présente par exemple une épaisseur maximale de 16 millimètres. Les platines 84 sont prévues pour être assemblées par boulonnage à des platines 44 solidaire du module 10. Ainsi, chaque dalle orthotrope peut être fixée aux deux modules 10 parallèles voisins, de part et d'autre suivant la direction transversale, par au moins une entretoise 83 et un système de boulonnage platine 84 sur platine 44. De manière avantageuse, la dalle orthotrope et les deux modules de poutre 10 parallèles voisins forment alors un ensemble monobloc. Dans la zone d'assemblage 50, la liaison entre dalles orthotropes adjacentes est réalisée à l'aide de biellettes 86 permettant une articulation de type cantilever, autorisant ainsi la polygonation de la travée 1. Chaque biellette 86 comprend deux logements 87 de réception d'un axe 88. Au moins une biellette 86 est disposée sur un côté du platelage 8, suivant la direction transverse, de sorte que chaque zone d'assemblage 50 comprend au moins deux biellettes 86 et au moins quatre axes 88 par paire de poutres 2 et 3. L'axe central géométrique de chaque axe mécanique 88 est sensiblement mobile sur un cercle, selon l'articulation de type cantilever. Ainsi, l'articulation présente deux degrés de liberté, en translation longitudinale et en débattement angulaire autour d'un axe transversal.

Autrement dit, les biellettes 86 forment des moyens de liaison amovible entre deux éléments de platelage 8 adjacents, chacun solidarisé à l'un parmi deux modules de poutre 10 adjacents formant l'une des poutres de support 2 ou 3, avec deux degrés de liberté entre les éléments de platelage 8 adjacents, incluant un degré de liberté en translation longitudinale et un degré de liberté en rotation autour d'un axe transversal. Comme montré aux figures 15 et 16, l'extrémité 100 configurée comme une poutre bateau présente une hauteur H100 réduite par rapport au reste du module 10, par exemple égale à 0,85 mètre. A cette extrémité 100, le module 10 comporte la membrure supérieure 23, une membrure inférieure 25 formant une semelle, ainsi que deux montants latéraux 28 et 29 délimitant la section transverse trapézoïdale. La membrure inférieure 25 est raccordée à une platine de fixation 35 via une membrure 26 disposée en diagonale.

Un raidisseur 27 additionne peut être prévu au niveau du raccord entre les membrures 25 et 26. La hauteur de culée H100 est définie verticalement entre les membrures 23 et 25, par exemple égale 0,8 mètre. La hauteur H100 est la même quelles que soient les autres dimensions des poutres 2 et 3. En version mixte, les éléments de platelage 8 servent de coffrage prévu pour couler la dalle de béton, qui se substitue à la dalle orthotrope. A titre d'exemple, une dalle peut être réalisée par coffrage perdu avec tôles ondulées galvanisées. D'autres alternatives peuvent être envisagées, par exemple une pré-dalle et une dalle, ou bien une dalle préfabriquée. Par ailleurs, la travée de pont modulaire 1 et/ou les modules de poutre 10 peuvent être conformés différemment des figures 1 à 16 sans sortir du cadre de l'invention. En pratique, la longueur L1 de la travée 1 peut être adaptée facilement en fonction du nombre de modules 10 formant chacune des poutres de support 2-6. De préférence, chaque poutre 2-6 peut comprendre 2, 2,5, 3, 3,5, 4 ou 4,5 modules de poutre 10, incluant des modules de longueur 11,60 mètres et le cas échéant des demi-modules de longueur 5,80 mètres. En variante non représentée, l'utilisation de piles de soutien permet de juxtaposer en longueur quatre travées 1 de cinquante mètres, pour un pont mesurant une longueur totale de deux cent mètres. Selon une autre variante non représentée, la travée 1 peut comprendre 1 ou 1,5 module 10, pour une portée de l'ordre de 11,10 mètres ou 16,90 mètres respectivement. Les modules 10 peuvent présenter une hauteur hors tout comprise entre 1 mètre et 1,30 mètre. La travée 1 est de préférence réalisée en version métallique, incluant une dalle orthotrope. Selon une autre variante non représentée, la travée 1 peut comprendre 5, 5,5 ou 6 modules 10, pour une portée maximale pouvant atteindre 69,10 mètres. La travée 1 est de préférence réalisée en version métallique, incluant une dalle orthotrope. Des poteaux de soutien peuvent être disposés sous les modules 10, avec des tubes additionnels en partie basse, formant ainsi une structure sous-tendue. Quel que soit le mode de réalisation, la travée 1 comprend au moins deux poutres de support 2-6 longitudinales parallèles entre elles, ayant une longueur Ll correspondant à la portée entre appuis Al et A2 ; des éléments de platelage 8 disposés en appui sur les poutres de support 2-6 pour former une chaussée de circulation ; et des entretoises de rigidification 9 qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support 2-6 parallèles voisines. Chaque poutre de support 2-6 comprend au moins un module de poutre 10 préfabriqué, de préférence au moins deux modules 10. Chaque module 10 comprend deux âmes 31 et 32 inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal P10, comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module 10. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation peuvent être, en totalité ou pour certaines d'entre elles, combinées entre elles. Ainsi, la travée de pont modulaire 1 et les modules de poutre 10 peuvent être adaptés en termes de coût, de fonctionnalité et de performance.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Travée de pont modulaire (1), adaptée pour reposer sur au moins deux appuis écartés (A1, A2) et comprenant : au moins deux poutres de support (2 ; 3) longitudinales parallèles entre elles, comprenant chacune au moins un module de poutre (10) préfabriqué et ayant une longueur (L1) correspondant à la portée entre appuis (A1, A2) ; des éléments de platelage (8) disposés en appui sur les poutres de support (2 ; 3) pour former une chaussée de circulation ; et des entretoises de rigidification (9) qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support (2 ; 3) parallèles voisines ; caractérisée en ce que chaque module de poutre (10) comprend deux âmes (31, 32) inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal (P10), comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre (10).
2. 2. Travée de pont modulaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les âmes (31, 32) comportent chacune une structure en treillis hybride de forme Warren, comprenant des éléments pré-assemblés (33) délimitant une alternance de triangles avec pointe en bas (36) et de triangles avec pointe en haut (37), où chaque triangle avec pointe en bas (36) inclut au moins une tôle de rigidification (38), tandis que chaque triangle avec pointe en haut (37) délimite un espace ouvert.
3. 3. Travée de pont modulaire (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque poutre de support (2 ; 3) comprend au moins deux modules de poutre (10) préfabriqués, chacun allongé entre deux extrémités longitudinales (100, 101 ; 100, 102 ; 101, 102), et en ce que la travée de pont modulaire (1) comprend également des moyens (60, 66, 68) d'assemblage amovible entre les extrémités (101, 102) de deux modules de poutre (10) adjacents pour la formation de la poutre de support (2 ; 3) correspondante.
4. 4. Travée de pont modulaire (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur chaque côté extérieur de la poutre de support (2 ; 3), à l'interface (50) entre les extrémités (101, 102) des deux modules de poutre (10) adjacents, les moyens d'assemblage (60, 66, 68) comprennent au moins une plaque en forme d'os (60) et au moins quatre axes (68), chaque plaque en forme d'os (60) incluant un corps (61)qui s'étend entre une tête supérieure (62) et une tête inférieure (63) le long d'une des âmes (31 ; 32), chaque tête (62, 63) comportant deux logements (64) de réception d'un des axes (68), respectivement un premier axe articulé avec la plaque en forme d'os (60) et l'extrémité (101) de l'un des deux modules de poutre (10) et un deuxième axe articulé avec la plaque en forme d'os (60) et l'extrémité (102) de l'autre des deux modules de poutre (10).
5. 5. Travée de pont modulaire (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les logements (64) de la tête supérieure (62) sont écartés d'un premier entraxe (e62), les logements (64) de la tête inférieure (63) sont écartés d'un deuxième entraxe (e63), et le premier entraxe (e62) est plus grand que le deuxième entraxe (e63).
6. 6. Travée de pont modulaire (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'elle comprend également des moyens (86, 88) de liaison amovible entre deux éléments de platelage (8) adjacents, chacun solidarisé à l'un parmi deux modules de poutre (10) adjacents formant l'une des poutres de support (2 ; 3), avec deux degrés de liberté entre les éléments de platelage (8) adjacents, incluant un degré de liberté en translation longitudinale et un degré de liberté en rotation autour d'un axe transversal.
7. 7. Travée de pont modulaire (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque module de poutre (10) comprend deux membrures inférieures (21, 22) et une membrure supérieure (23), délimitant avec les âmes (31, 32) la section transverse trapézoïdale resserrée en partie supérieure du module de poutre (10), chaque âme (31, 32) étant inclinée depuis l'une des membrures inférieures (21, 22) jusqu'à la membrure supérieure (23).
8. 8. Module de poutre (10) préfabriqué, adapté pour la construction d'une travée de pont modulaire (1) reposant sur au moins deux appuis écartés (A1, A2), en particulier une travée de pont modulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module de poutre (10) comprend deux âmes (31, 32) inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal (P10), comportant chacune une structure en treillis hybride, et délimitant latéralement une section transverse globalement trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre (10).35
9. 9. Module de poutre (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les âmes (31, 32) comportent chacune une structure en treillis hybride de forme Warren, comprenant des éléments pré-assemblés (33) délimitant une alternance de triangles avec pointe en bas (36) et de triangles avec pointe en haut (37), où chaque triangle avec pointe en bas (36) inclut au moins une tôle de rigidification (38), tandis que chaque triangle avec pointe en haut (37) délimite un espace ouvert.
10. 10. Procédé de construction d'une travée de pont modulaire (1), adaptée pour reposer sur au moins deux appuis écartés (A1, A2), caractérisé en ce qu'il comprend une phase de pré-fabrication comprenant des étapes consistant à fabriquer : au moins deux modules de poutre (10), comprenant chacun deux âmes (31, 32) inclinées de part et d'autre d'un plan vertical longitudinal (P10), qui comportent chacune une structure en treillis hybride, et délimitent latéralement une section transverse trapézoïdale, resserrée en partie supérieure, du module de poutre (10) ; des entretoises de rigidification (9) adaptées pour relier les modules de poutre (10) ; et des éléments de platelage (8) adaptés pour être disposés en appui sur les modules de poutre (10) ; puis une phase d'assemblage comprenant des étapes consistant à assembler : les modules de poutre (10) en formant au moins deux poutres de support (2 ; 3) longitudinales parallèles entre elles, ayant chacune une longueur (L1) correspondant à la portée entre appuis (A1, A2) ; les entretoises de rigidification (9) qui s'étendent suivant au moins une direction transverse entre les poutres de support (2 ; 3) parallèles voisines ; et les éléments de platelage (8) disposés en appui sur les poutres de support (2 ; 3) pour former une chaussée de circulation.