En tant qu’élément essentiel des structures des ponts, le renforcement et l’entretien des colonnes des piliers des ponts municipaux sont essentiels à la sécurité et à la durabilité des ponts. Actuellement, diverses techniques de construction sont appliquées au renforcement et à l’entretien des piliers, chacune avec une adaptabilité différente à des scénarios spécifiques. Par conséquent, les unités de construction devraient analyser minutieusement ces techniques pour choisir celle qui convient le mieux et assurer un renforcement et un entretien efficaces. Cet article présente des techniques spécifiques de renforcement et d’entretien pour fournir un support au renforcement de la colonne de pilier du pont. 

1. Section élargissement méthode de renforcement 

La méthode d’armature par agrandissement de section est une technique couramment utilisée pour augmenter la capacité portante en élargissant la section transversale des piliers de pont existants. Son cœur consiste à ajouter des barres d’acier supplémentaires et à verser du béton neuf autour de la jetée, modifiant ainsi les dimensions transversales de la jetée pour améliorer sa résistance au cisaillement et à la flexion. Cette méthode est largement adoptée dans de nombreux projets de ponts municipaux, en particulier dans les cas où les exigences en matière de charge sont augmentées ou où les composants d’origine sont endommagés. 

Dans l’application de la méthode d’agrandissement de section, la fonction du béton neuf varie en fonction des contraintes imposées par les différentes régions des piliers. Par exemple, dans les zones de compression, le béton neuf fournit principalement la force de liaison nécessaire et protège les barres d’acier supplémentaires; Dans les zones de tension, outre les effets protecteurs, il améliore considérablement la rigidité globale de la tige, lui permettant de mieux résister aux contraintes extérieures de traction et de flexion. Cette double fonctionnalité rend la méthode très adaptable à des conditions de stress complexes. 

Le processus de construction de la méthode d’agrandissement de section comprend les étapes suivantes: 

- premièrement, la mise en place et le positionnement pour s’assurer que l’emplacement et les dimensions des nouveaux composants sont conformes aux exigences de conception. 

- ensuite, rugoiser la surface de la jetée pour améliorer la liaison entre le béton ancien et le béton neuf, tout en nettoyant les débris résiduels et les impuretés. 

- ensuite, implanter des barres d’acier à l’extérieur de la jetée et assurer des connexions sécurisées. Les barres d’acier de squelette externe sont généralement soudées en utilisant une soudure double face, avec des longueurs de soudure conformes aux spécifications de conception pour assurer la stabilité du cadre. 

- par la suite, installation de coffrage extérieur et réalisation de coulée de béton. Pendant la coulée, un contrôle strict du rapport de mélange de béton et de la qualité de mélange est requis; Pour les piliers d’une hauteur n’excédant pas 15 mètres, un versement unique est généralement spécifié. Pour assurer la densité structurelle, des vibrations en couches sont effectuées, avec des contrôles approfondis de la qualité des vibrations pour chaque couche. 

La méthode d’agrandissement de section présente des avantages techniques importants, notamment des effets de renforcement fiables, qui améliorent considérablement la capacité portante et la rigidité structurelle de la jetée. En outre, il a une large applicabilité, capable à la fois de réparer les défauts existants et de soutenir la capacité de charge accrue du pont. Cependant, il a des limites: les processus de construction complexes et les longues durées nécessitent souvent une suspension de circulation pour des raisons de sécurité; L’ajout de composants augmente le poids global de la structure du pont, ce qui impose des exigences plus élevées à la fondation du pont; Les tronçons élargis réduisent l’espace sous le pont, ce qui a une incidence sur la fonctionnalité ou les conditions de circulation; Et l’interface de liaison entre le béton ancien et le béton neuf est un point faible en termes de durabilité et de résistance à la corrosion, ce qui nécessite des mesures de protection supplémentaires.

2. Méthode de renforcement des tôles d’acier collées 

La méthode de renforcement des tôles d’acier collées améliore la capacité portante de la structure en fixant des tôles d’acier à la surface du pilier à l’aide d’adhésifs structuraux. Les plaques d’acier et la jetée forment un système porteur intégré, partageant les forces extérieures tout en améliorant efficacement la résistance à la flexion et au cisaillement de la jetée. Cette méthode est particulièrement appropriée pour les éléments en béton armé en flexion ou avec de grandes charges excentriques. Sa construction relativement simple et son impact minimal sur la structure originale en font un matériau largement utilisé dans le renforcement des jetées des ponts municipaux. 

Le processus de construction de la méthode de la plaque d’acier collée comprend: 

- mise en place et positionnement pour déterminer l’emplacement exact et la taille des tôles d’acier selon les exigences de conception, assurant un contact complet avec la surface du quai pendant la construction. 

- traitement de Surface: enlever les laitances, le béton lâche et d’autres accessoires, puis remplir les fissures ou les zones inégales avec un mortier de résine à haute résistance pour créer une Surface de base lisse. 

- traitement des tôles d’acier: polissage pour éliminer la rouille à l’aide de broyeurs, suivi d’un essuyage avec du coton dégraissant imbibé d’acétone ou de xylène pour éliminer complètement l’huile et les impuretés, assurant la propreté de la surface. 

- déchargement après traitement de surface: utilisation de supports temporaires pour décharger des charges vivantes sur le quai, réduisant l’impact du retard de déformation des tôles d’acier et assurant la pleine efficacité des tôles d’acier collées. 

- pré-fixation et collage formel: s’assurer que les dimensions de la plaque d’acier correspondent au profil de conception et s’ajustent étroitement à la surface de la jetée. Appliquer uniformément de l’adhésif structurel pré-mélangé sur la plaque d’acier et la surface du pilier, puis utiliser un équipement de pressage spécialisé pour compresser la plaque d’acier pour une liaison optimale. 

- durcissement après collage pour permettre à l’adhésif structurel d’atteindre ses performances optimales. 

Les avantages de la méthode de la plaque d’acier collée comprennent une construction simple, un fonctionnement commode, des périodes de construction courtes, aucun dommage à la structure originale, et des améliorations modérées de la rigidité globale de la pile. Toutefois, il comporte des limites: coûts élevés des matériaux pour les tôles d’acier et les adhésifs structuraux; Augmentation du poids global du pilier après le renfort; Résistance relativement faible à la corrosion et à la fatigue des tôles d’acier, nécessitant une protection supplémentaire dans des environnements humides ou chimiquement corrosifs; Faible résistance au feu des tôles d’acier, ce qui peut compromettre la sécurité de la structure à des températures élevées; Et une efficacité limitée dans l’amélioration de la capacité de charge finale en raison des contraintes de performance des matériaux de liaison. 

3. Méthode de renforcement de feuille de fibre de carbone collée 

La méthode de renforcement de feuille de fibre de carbone collée utilise des matériaux composites à haute performance pour améliorer la capacité portante des piliers du pont. Son principe de construction est similaire à la méthode de la plaque d’acier collée, mais les matériaux en fibre de carbone offrent des avantages significatifs tels que la légèreté, la haute résistance, la résistance à la corrosion et la forte résistance à la fatigue. En collant des feuilles de fibre de carbone à la surface du pilier, cette méthode améliore efficacement les performances de déformation du béton et améliore la pier' S résistance sismique, ce qui en fait un choix clé dans les projets de renforcement sismique de pont. 

Le processus de construction du renfort de feuille de fibre de carbone comprend: 

- mise en place et positionnement pour définir la zone de collage des feuilles de fibre de carbone. 

- traitement de Surface: nettoyer les laitances, le béton lâche et les contaminants de la Surface du béton, puis réparer les fissures avec du mortier de résine pour obtenir une finition lisse. La surface traitée est essuyée avec un produit de nettoyage pour assurer une liaison serrée entre la feuille de fibre de carbone et le substrat. 

- application d’adhésif structurel spécialisé pour fixer la feuille de fibre de carbone sur la surface du pilier, suivie d’un pressage uniforme pour éliminer les bulles d’air ou les espaces pendant le collage. 

- durcissement pour permettre à l’adhésif structurel d’atteindre la pleine force de conception, assurant l’efficacité de liaison et la représentation matérielle. 

Par rapport aux méthodes traditionnelles, les feuilles de fibre de carbone collées offrent une efficacité de construction élevée et un fonctionnement simple, améliorant la capacité portante et la ductilité sans augmenter de manière significative le poids du pilier. Cependant, il présente des limites: la flexibilité des feuilles de fibre de carbone limite leur efficacité à améliorer la rigidité des piliers, ce qui les rend inadaptées aux structures exigeant une rigidité élevée; Leur performance est considérablement réduite lorsque la résistance du béton est faible ou qu’il y a des fissures; Une faible résistance au feu des matériaux en fibre de carbone menace la sécurité structurelle à des températures élevées; Et la qualité de la construction est facilement affectée par des facteurs environnementaux sur site tels que l’humidité, la température et la précision du traitement du substrat, exigeant une gestion de la construction plus stricte. 

4. Méthode d’armature de précontrainte externe 

La méthode d’armatures de précontrainte externe améliore les performances structurelles en installant des composants précontraints à l’extérieur des piliers des ponts. Son principe de base consiste à placer des montants extérieurs en acier précontraint ou des tiges de serrage autour de la jetée et à appliquer la précontrainte par la tension, améliorant ainsi la capacité portante et la rigidité de la jetée tout en compensant partiellement les forces internes des charges mortes. Cette méthode est largement utilisée pour l’armature de ponts de longue portée et de grande envergure, mais elle ne convient pas aux structures présentant un retrait/fluage significatif du béton ou une exposition prolongée à des températures élevées, car la durabilité et les performances des matériaux se dégradent dans de telles conditions. 

Le processus de construction de la précontrainte externe comprend des phases de préparation et de contrôle de la tension: 

- dans la phase de préparation, les torons en acier précontraint répondant aux normes sont sélectionnés en fonction des exigences de conception, traités à la longueur requise et filetés pour assurer une installation précise des composants précontraints. Les torons d’acier doivent être enrobés avec précision pour éviter d’affecter l’application ultérieure de la précontrainte. 

- la phase de contrôle de la tension est généralement effectuée lorsque la résistance du béton atteint plus de 95% de la valeur de calcul et que l’âge dépasse 7 jours. La tension suit un principe de contrôle gradué: à partir de zéro, la tension est progressivement augmentée à 10%, 20%, 50%, et finalement 100% de la contrainte de contrôle de conception. Après avoir atteint la pleine tension, la contrainte est maintenue pendant 2 minutes pour stabiliser le système, et la précontrainte est fixée à l’aide de dispositifs d’ancrage pour assurer une distribution uniforme dans la structure du pilier, répondant ainsi aux attentes de conception.  

La méthode de précontrainte externe améliore considérablement la capacité portante et la rigidité de la jetée tout en contrôlant efficacement l’expansion des fissures verticales du pont. De plus, sa nature externe évite les dommages internes à la structure d’origine et empêche la dégradation des performances à long terme due à la fatigue. Cependant, il a des limites: les techniques de construction complexes exigent des équipes techniques expérimentées et une gestion rigoureuse sur place, avec une influence importante des environnements de construction et des structures d’origine des ponts; Les extrémités d’ancrage sont des points faibles critiques dans le système, nécessitant une attention particulière à la qualité de la conception et de la construction; Les coûts élevés des matériaux et de l’équipement, combinés à de longues périodes de construction, se traduisent par une efficacité économique relativement faible; Et les composants précontraints manquent de protection dans les environnements à haute température, ce qui entraîne une dégradation rapide des performances et une durée de vie réduite.  

Conclusion Conclusion 

Les techniques de renforcement et d’entretien des colonnes des piliers des ponts municipaux sont essentielles à l’entretien des ponts. En analysant les conditions applicables, les avantages et les inconvénients de la méthode d’agrandissement de section, la méthode de plaque d’acier collée, la méthode de feuille de fibre de carbone, et la méthode de précontrainte externe, des techniques de construction ciblées peuvent être fournies pour les piliers de pont dans différentes conditions, augmentant ainsi leur capacité portante. À l’avenir, les unités de construction devraient approfondir la recherche sur les techniques de construction, se concentrer sur l’amélioration de l’adaptabilité des méthodes de renforcement aux conditions des piliers et maximiser la qualité des renforts pour assurer l’exploitation sécuritaire à long terme des ponts.