Page 157 - MORPHOLOGIE DES STRUCTURES

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LES TREILLIS
Les composantes suivant les barres 4 des efforts dans deux câbles 13
symétriques induisent une compression dans ces barres 4, réduisant
ainsi l'effort total de traction auquel elles sont soumises. Le calcul
montre que le poids total des barres et des moyens de liaison 12 d'une
telle poutre en treillis suivant l'invention 11 est inférieur au poids total sont pas identiques. Les mailles situées au centre de la portée ont une
d'une poutre en treillis suivant l'art antérieur 1, toutes choses étant
égales par ailleurs. Le premier mode de réalisation, visant à éviter le
flambage d'une barre sous l'effet d'un effort de compression, et le
second mode de réalisation, visant à éviter la flexion d'une barre sous
l'effet de charges appliquées ou résultant de couples de torsion d'un
nœud rigide, pourront bien sûr être combinés dans une seule et même
poutre en treillis 11 suivant l'invention.
La figure 6 est une vue latérale d'un pont suivant l'invention 16, com-
portant une poutre en treillis 11 suivant l'invention. Le tablier 10 est
supporté par des câbles 17, 18 ou des tiges. Les câbles ou les tiges 17
reliant une barre supérieure 3 à une portion du tablier 10 peuvent être
orientés, de même que les câbles 13, vers un nœud 5 inférieur. Ceci
permet d'éviter les croisements de ces câbles 13 et 17 et donne à
l'ensemble un aspect esthétique. Les câbles ou les tiges 18 relient un
nœud 5 supérieur à des points du tablier situés en dessous.
La figure 7 illustre un autre mode de suspension du tablier 10. Le
tablier 10 y est supporté par des câbles 18 reliant un nœud 5 supérieur
à des points du tablier situés tant dans le triangle 6 immédiatement en
dessous du nœud 5 que dans les triangles 6 voisins. Pour la clarté de
la figure, les moyens de liaison 12 n'y ont pas été représentés.
Les figure 6 et 7 représentent le cas où le tablier est situé sensible-
ment à mi-hauteur de la poutre en treillis 11. Dans ce cas, la longueur
de flambage des barres 2 inclinées est réduite de plus de sa moitié. On
peut cependant, sans sortir du cadre de l'invention, réaliser un pont 16
dans lequel le tablier 10 se trouve sensiblement au niveau des barres
inférieures 4, ou au niveau des barres supérieures 3. Dans le premier
des cas précités, représenté à la figure 8, les câbles 17 de support à
partir d'une barre supérieure 3 pourront être omis. Dans le second des
cas précités, représenté à la figure 9, les câbles 18 de support à partir
d'un nœud 5 supérieur pourront être omis.
La figure 10 est une vue latérale d'un exemple de pont suivant l'inven-
tion 16 dans laquelle les triangles 6 dont les bases constituent les bar-
res inférieures 4 sont subdivisés, au moyen de barres additionnelles
19, en un maillage triangulaire de dimension réduite. Des câbles ou
des tiges 18 relient les nœuds 5 de ce maillage de dimensions réduites
aux barres inférieures 4.
Les figures 1 à 10 sont des schémas de principe, dans le cas d'une
structure plane. Les considérations qui s'y appliquent s'appliquent
également aux poutres constituées de deux ou plusieurs structures
planes parallèles, reliées par des traverses, ou à des structures tridi-
mensionnelles, constituées de tétraèdres ou de pyramides.
La solidarisation des moyens de liaison 12 aux barres supérieures 3 et
inférieures 4, ainsi qu'au tablier 10 peut être réalisée de manière
rigide. Elle peut cependant avantageusement être réalisée d'une
manière telle qu'un amortissement des vibrations est obtenu. Comme
représenté à titre d'exemple à la figure 11, le moyen de liaison 12
passe à travers un moyen de calage 14, un joint visco-élastique 15,
une barre inférieure 4, un second joint visco-élastique 15, et un
second moyen de calage 14. Les moyens de calage 14 peuvent être
constitués par exemple d'un boulon, serré sur une extrémité filetée du
moyen de liaison 12. Le joint visco-élastique peut par exemple être
réalisé en Néoprène. On peut ainsi amortir les mouvements relatifs du
moyen de liaison 12 et de la barre inférieure 4 suivant la directions du
dit moyen de liaison 12.
On a représenté aux figures 12, 13 et 14 un exemple de réalisation
d'un pont suivant l'invention 16, comportant une poutre suivant
l'invention 11. La structure de la poutre est constituée de 5 mailles
comportant chacune une pyramide 20 à base sensiblement rectangu-
laire, sur leur pointe, et reliées par une barre constituant une arête 21
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de leur base. Des croix de contreventement 22 assurent la triangula-
tion des dites bases. Des barres inférieures 4 relient les sommets de
pyramides 20. Comme on peut le voir aux figures 12,13 et 14, les
dimensions longitudinales de chacune des mailles de la structure ne
dimension longitudinale plus importante que les mailles situées au
voisinage des extrémités. Ceci permet de réaliser un pont plus léger
qu'un pont à mailles de dimensions constantes et de même portée et
de même rigidité, ainsi que cela est exposé dans la référence “Procee-
dings of the ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON SHELL AND SPA-
TIAL STRUCTURES, CCESS-IASS '96 – May 21-25,1996 Beijing –
China. Ph Samyn et L. Kaisin : 'Harmonic Structures : The Case of an
isostatic Truss Beam' ; pp. 255-262; (CN)”. Les mailles situées aux
extrémités du pont 16 ne font pas partie intégrante de la structure de
la poutre 11, mais ont pour fonction de supporter les rampes d'accès
au tablier 10. Les barres supérieures 3 de ces mailles d'extrémité sont
cintrées vers le bas, sous l'effet de la traction des câbles ou des tiges
17 de support des rampes d'accès au tablier 10, le tablier peut être rec-
tiligne. On peut également le cintrer, ainsi qu'on peut le voir à la
figure 12, l'effet d'arc et de câble permettant ainsi de réduire la section
et d'éviter le risque de mise en compression alternée des câbles ou
tiges 17 et 18. La surface supérieure peut avantageusement constituer
un toit 23, afin de mettre les usagers du pont à l'abri des intempéries.
Ce toit remplit également la fonction de moyen de liaison 12, en
empêchant le flambage des barres supérieures 3 dans une direction
horizontale. Des câbles ou tiges de maintien longitudinaux 24 et laté-
raux 25 assurent la stabilité de l'ensemble de la structure du pont.
On comprendra que les exemples ci-dessus ne sont pas limitatifs, et
que de nombreuses variantes de poutres 11 ou de ponts 16 peuvent
être conçues sans sortir du cadre de la présente invention. En particu-
lier, d'autres subdivisons du maillage des triangles 6 que celui donné à
titre d'exemple à la figure 10 sont envisageables. Les exemples illus-
trés par les figures représentent des triangles isocèles, et constituent
des poutres dites “WARREN” ou “NEVILLE”, mais l'invention
s'applique également aux cas où le maillage est constitué de rectan-
gles stabilisés par une diagonale, dans les poutres dites “PRATT” ou
“HOWE”. Elle peut s'appliquer également à des poutres et des ponts
où les barres supérieures ne sont pas parallèles aux barres inférieures.
Des ponts suivant l'invention peuvent comprendre plusieurs tabliers,
superposés ou juxtaposés, et réservés chacun à un type de circulation,
par exemple automobile, ferroviaire ou piétonne.
Revendications
1. Poutre en treillis (11) constituée d'un assemblage de barres (2;3;4),
reliées en des nœuds (5) articulés ou rigides, formant des triangles (6)
caractérisée en ce que des barres (3;4) sont reliées par des moyens de
liaison (12) distincts des barres constituant ledit triangle aux nœuds
(5) opposés du ou des triangles (6) dont elles font partie, les dits
moyens de liaison (12) étant choisis parmi les câbles (13), les tiges,
formant un éventail, ou les textiles structurels et les tôles minces.
2. Poutre en treillis (11) suivant l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que les moyens de liaison (12) sont soli-
darisés aux barres (3 ; 4) par des moyens aptes à amortir les vibrations.
3. Poutre en treillis (11) suivant l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que les barres supérieures (3), soumi-
ses principalement à un effort de compression, sont cintrées, le centre
de courbure étant situé du côté du nœud (5) opposé d'un triangle (6)
dont elle font partie.
4. Pont (16) caractérisé en ce qu'il comporte au moins une poutre en
treillis (11) suivant l'une quelconque des revendications précédentes
et au moins un tablier (10).
5. Pont (16) suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il com-
prend un tablier (10) confondu avec les barres inférieures (4) de la