Mini-Projet
CONCEPTION DES PONTS
Réalisé Par :
BOUFTILA Hamza ALIOUI Imad BENSAID Khalid BLALI Zakaria
Réalisé Par :
BOUFTILA Hamza ALIOUI Imad Encadré Par : BENSAID Khalid TATA Mouna M. RGUIG BOUKRIME Wijdane
Remerciement
- On souhaite adresser ici nos remerciements à toutes les personnes qui nous ont apporté leur soutien et leur aide et qui ont ainsi contribué à l’élaboration de ce projet. - Nos remerciements les plus sincères sont adressés à notre encadrant Mr RGUIG pour le soutien, l’aide et le temps qu’il a bien voulu nous consacrer et sans qui ce rapport n’aurait jamais vu le jour. - Nos remerciements s’adressent également à nos professeurs, ainsi qu’à tous ceux qui nous ont fait l’honneur de bien vouloir évaluer notre travail. - Nous exprimons notre gratitude à nos parents, et notre famille qui nous ont toujours soutenus et encouragé tout au long de nos études. - Enfin, nous adressons nos plus sincères remerciements à tous nos amis qui ont rendu ce travail possible par leurs conseils, remarques et encouragements.
Liste des figures
Figure 1: schéma pont voute ............................................................................... 11 Figure 2: schéma pont en arc............................................................................... 12 Figure 3: schéma pont à poutre ........................................................................... 13 Figure 4: shéma pont suspendu ........................................................................... 14 Figure 5: schéma pont à haubons ........................................................................ 14 Figure 6: Eléments de protection d'un pont......................................................... 17 Figure 7: Equipements d'un pont ......................................................................... 18 Figure 8: Construction par poussage ................................................................... 23 Figure 9:Construction par rotation ...................................................................... 24 Figure 10: coupe transversale PRAD .................................................................. 27 Figure 11: schéma d'un pont à dalle précontrainte .............................................. 31 Figure 12: Shéma d'un PSBQ .............................................................................. 32 Figure 13: Shéma tablier à poutrelles enrobées .................................................. 33 Figure 14: Schéma pont dalle .............................................................................. 34 Figure 15: Profil de notre projet .......................................................................... 35 Figure 16: Profil en travers de notre projet ......................................................... 35
SOMMAIRE Remerciement ............................................................................................................................. 2 Résumé ....................................................................................................................................... 6 I-
INTRODUCTION : ............................................................................................................ 7
II-
Ouvrages d’art : ............................................................................................................... 9
III-
Type des ponts :............................................................................................................. 11
III-1- Ponts en arc : ............................................................................................................... 11 1-
Ponts à voutes : .......................................................................................................... 11
2-
Ponts en arc :.............................................................................................................. 12
III-2- Ponts à poutres : .......................................................................................................... 12 III-3- Ponts à câbles : ............................................................................................................ 13 1.
Ponts suspendus : ....................................................................................................... 13
2.
Ponts haubanés : ........................................................................................................ 14
IV-
Composants des ponts : ................................................................................................. 15
1- Morphologie générale d’un pont : ................................................................................. 15 2- Equipements des ponts : ................................................................................................ 15 2-1- Etanchéité et couche de roulement : .......................................................................... 16 2-2- Joints de dilatation :................................................................................................... 16 2-3- Dispositifs de retenue : .............................................................................................. 16 2-4- Corniches : ................................................................................................................. 16 2-5- Appareils d’appuis : .................................................................................................. 16 2-6- Evacuation des eaux : ................................................................................................ 16 2-7- Autres Equipements : ................................................................................................ 17 V-
CONCEPTION : ........................................................................................................... 18
1- Contraintes : .................................................................................................................. 18 2- Actions exercées sur l’ouvrage : ................................................................................... 18 3- Sécurité des usagers : .................................................................................................... 19 4- Modes de déplacement : ................................................................................................ 19 VI-
Les Charges : ................................................................................................................. 19
VII-
Critères de comparaison des variantes : ........................................................................ 20
VIII-
Méthodes de construction : ........................................................................................ 21
1.1
- Différentes méthodes de construction : ................................................................... 21
1.1.1
- Construction sur étaiements ............................................................................. 21
1.1.2
- Poutres préfabriquées ....................................................................................... 22
1.1.3
- Construction par poussage ............................................................................... 22
1.1.4
- Construction par rotation : ............................................................................... 23
1.2
– Étaiements : ............................................................................................................ 24
1.2.1 - Éléments coffrants verticaux pour voiles (piles, culées, murs de soutènement) ... 24 1.2.2 - Étaiements verticaux .............................................................................................. 25 1.2.3 - Étaiements horizontaux ......................................................................................... 26 IX-
Etude de cas : ................................................................................................................. 26
1- Données : ....................................................................................................................... 26 2- Variantes : ..................................................................................................................... 27 2-1- Variante 1 : PRAD .................................................................................................... 27 2-2- Variante 2 : PSIDP .................................................................................................... 30 2-3- Variante 3 : PSBQ ..................................................................................................... 32 2-4- Variante 4 : PPE ........................................................................................................ 33 3- Variante choisi : ............................................................................................................ 34
X-
1-
Hypothèses de conception : ....................................................................................... 35
2-
Réalisation du tablier: ................................................................................................ 36
3-
Equipements : ............................................................................................................ 36 CONCLUSION : ........................................................................................................... 37
Résumé Dans le cadre de notre cursus scolaire en tant qu’élèves ingénieur, un projet de fin d’année est exigé pour évaluer les connaissances acquises au cours des études et mettre en pratique nos compétences, car c’est le meilleur moyen d’adaptation au travail en groupe et qui permet de consolider les attitudes, renforcer les comportements développés au cours de la formation, et se préparer à mieux fonctionner dans le milieu de travail. L’objectif de notre projet est la conception d’un pont courant à 4 travées avec un gabarit de 8m et une bonne géotechnique.
Pour répondre aux besoins du cahier de charges nous allons effectuer l’étude et l’analyse des différentes solutions, en se basant sur les informations acquises dans le cours, et d’extraire les principales actions et les différents variables qui influencent le projet. À la fin de cette étape, nous allons entamer l’analyse détaillée et la conception de notre pont. Le présent rapport permet de présenter les différentes étapes par lesquelles on a passé afin de réaliser le travail qui nous a été confié.
I-
INTRODUCTION :
D’une façon générale, un pont est un ouvrage en élévation, construit in situ, permettant à une voie de circulation (dite « voie portée ») de franchir un obstacle naturel ou artificiel : rivière, vallée, route, voie ferrée, canal, etc. Selon la voie portée (route, rail, voie piétonnière ou canal) le pont sera dénommé, pont-route, pont-rail, passerelle piétonnière ou pont-canal. Les ouvrages peuvent avoir des formes extérieures semblables, mais se différencient et se caractérisent surtout par la nature particulière du trafic qu'ils ont à supporter. La conception architecturale générale d'un ouvrage de franchissement fait appel aux trois modes fondamentaux de fonctionnement mécanique des structures (flexion, compression et traction) pour donner trois types de ponts fixes : — le pont à poutre, image de la simplicité, limité à la flexion seule ; — le pont en arc, qui associe la compression à la flexion ; son architecture s'enrichit ; — les ponts à câbles, de type haubané et suspendu, combinent la traction, la compression et la flexion dans un fonctionnement plus complexe ouvrant sur un large éventail de solutions techniques et architecturales. Histoire des ponts : L’histoire de la construction des ponts est directement liée aux matériaux disponibles à chaque époque ainsi que l’évolution des moyens de construction. Le bois a été les matériaux le plus utilise dans l’Antiquité et jusqu’au XVIIe siècle. Il était un matériau très courant, simple à travailler, mais ses caractéristiques mécaniques limitées, sensible aux incendies et aux intempéries.
C’est pourquoi la pierre et la maçonnerie furent utilisées pour des ouvrages plus importants et durables, depuis la haute antiquité jusqu’à la fin du XIXe siècle. La pierre a de bonnes caractéristiques mécaniques en compression, mais résiste peu a la traction. Les ouvrages sont donc constitues en arcs, en voutes, permettant ainsi une bonne utilisation des performances de ce matériaux, mais ce procède limite la distance entre appuis, de l’ordre de 50 mètres.
L’acier, avec de très bonnes caractéristiques mécaniques et fut mis au point vers 1867, va permettre d’accroitre les performances des ponts et amener des structures beaucoup plus légères.
En 1845, la formulation du béton est mise au point, vint ensuite le béton arme, puis le béton précontraint .une nouvelle famille de ponts apparait alors. Les caractéristiques mécaniques du béton arme font que l’on construit des ponts en arcs, mais avec des portées plus importantes que les ponts en maçonnerie, de l’ordre de 100 m.
II-
Ouvrages d’art :
Un ouvrage d’art qu’il soit exceptionnel ou courant, est le fruit d’un travail d’équipe associant ingénieur et architecte, de la phase de mise au point du projet jusqu’à son exécution. Le dialogue actif entre l’architecte et l’ingénieur, qui se traduit par une mise en commun des expertises techniques et des sensibilités esthétiques, permet de faire les bons choix, de trouver pour chaque ouvrage une solution adaptée et de l’inscrire en harmonie dans son environnement d’accueil. Cette démarche collective à base de valeur ajoutée permet d’embellir et de bâtir harmonieusement notre cadre de vie. Les types d’ouvrages suivants sont considérés comme ouvrages d’art : - Ponts et viaducs, - Tunnels, tranchées couvertes, - Ouvrages de soutènement, - ·Dispositifs de protection contre les actions accidentelles,
- ·Ouvrages de protection hydraulique, - ·Structures en élévation comme les auvents de péage ou les grands murs anti-bruit, les grands mats et portiques.
On distingue entre des ouvrages d’art courants, et d’autres non courants.
Les ouvrages d’art non courant : Un ouvrage d’art et considéré comme non courant si l’une des conditions suivantes est satisfaite : -
-
Pont possédant au moins une travée de plus de 40m de portée. Pont dont la surface totale de l’un des tabliers dépasse 1200m2.
- Mur de plus de 9m de hauteur. - Tranchées couvertes ou semi-couvertes de plus de 300m de longueur. - Tunnels. - Ponts mobiles et les ponts canaux.
III- Type des ponts : Il existe trois grands types de ponts :
III-1- Ponts en arc :
Nous avons deux catégories pour les ponts en arc :
1- Ponts à voutes :
Font partie de la famille des ponts en arc, par leur forme, mais ils constituent une famille à part, autant par leur calcul, qui relève de la théorie des voûtes, que par leur procédé de construction. Constitué d’une ou de plusieurs arches, les voûtes sont constituées de pierres, brique.
Figure 1: schéma pont voute
2- Ponts en arc :
Adaptées pour de petites et moyennes longueurs, les structures en arc sont également très esthétiques. Malheureusement, elles nécessitent souvent des appuis avec encastrement. De plus, les calculs de résistance de l’arche ne sont pas simples vu la combinaison de différentes contraintes. Il est aussi à noter que les procédés de construction seront plus complexes que pour d’autres types de structures.
Figure 2: schéma pont en arc
III-2- Ponts à poutres :
Les ponts à poutres désignent tous les ponts dont l’organe porteur est une ou plusieurs poutres droites. Ils n’exercent qu’une réaction verticale sur leurs appuis intermédiaires ou d’extrémités et les efforts engendrés dans la structure sont principalement des efforts de flexion.
Deux critères permettent de différencier les poutres : la forme ou le matériau, le croisement des deux permettant de déterminer un grand nombre de poutres. Il existe quatre formes de poutres : les poutres à âmes pleines, les poutres caissons, les poutres treillis et les poutres bow-strings, ces dernières sont néanmoins classées parmi les ponts en arc car l'organe porteur principal reste l'arc. Le matériau de constitution de la ou des poutres peut être le métal, le béton armé, le béton précontraint, le bois ou, plus récemment, des matériaux composites tels que la fibre de carbone.
Figure 3: schéma pont à poutre
III-3- Ponts à câbles :
Nous avons deux catégories pour les structures à câbles : 1. Ponts suspendus :
Elles peuvent supporter des charges relativement élevées et sont assez esthétiques. Ces structures sont utilisées pour des ouvrages de longue portée, ce type de structure nécessite des fondations pour les pylônes ainsi que des ancrages pour les câbles.
Figure 4: shéma pont suspendu
2. Ponts haubanés :
Contrairement aux ponts suspendus, qui tiennent grâce à deux câbles principaux ancrés sur les rives, les ponts à haubans tiennent grâce à de nombreux câbles obliques partant d'un pylône supportant le tablier qui supportera en fin de compte tout le poids de la passerelle. Ils constituent une avancée par rapport aux passerelles suspendues sur les sols meubles, mais cependant limitée par la portée moindre de la structure à haubans.
Figure 5: schéma pont à haubons
IV- Composants des ponts : 1- Morphologie générale d’un pont :
Généralement un pont est constitué de : - Tablier : Elément résistant supportant les vois de circulation - Appuis : Culées et piles assurent la liaison entre le tablier et les fondations - Fondations : transmettent les charges des appuis vers le sol. - Différents équipements Et se caractérise par des travées et ouvertures.
2- Equipements des ponts :
Les équipements des ponts couvrent un ensemble de dispositifs de nature, de conception et de fonctionnement très divers, dont le but est de rendre un tablier de pont apte à remplir sa fonction, notamment visà-vis des usagers. Ces dispositifs, parce qu'ils n'ont pas la pérennité de la structure elle-même, ne sont généralement pas liés définitivement à l'ouvrage et remplissent un certain nombre de fonctions. Ils permettent d'assurer la sécurité et le confort des usagers (qualité de la chaussée,
dalles de transition entre les remblais et les culées, bordures de trottoirs et dispositifs de retenue, à savoir garde-corps, glissières et barrières), de protéger la structure et ses abords (étanchéité, évacuation des eaux, protection des talus par des perrés, etc.) tout en favorisant son bon fonctionnement (appareils d'appui, joints de dilatation). Enfin, les corniches ont un rôle principalement esthétique et les écrans acoustiques éventuels améliorent le confort des riverains. 2-1- Etanchéité et couche de roulement : - Protéger les structures de ponts coûteuses contre les dégâts dûs à la pénétration d’eau. 2-2- Joints de dilatation : - Assurent la continuité de la chaussée de circulation. - Existent toujours aux extrémités des tabliers. - Joints intermédiaires pour les tabliers longs. 2-3- Dispositifs de retenue : - Garde-corps - Glissières de sécurité - Barrières de sécurité 2-4- Corniches : - Elément de superstructure, destinée à couronner, parer et protéger le bord extérieur d'une dalle de pont 2-5- Appareils d’appuis : - Interviennent directement dans le fonctionnement de la structure. Placés entre le tablier et les appuis. - Son rôle est de transmettre les actions verticales dues à la charge permanente et aux charges d'exploitation (charges routières ou ferroviaires) et de permettre les mouvements de rotation (effets des charges d'exploitation et des déformations différées du béton). 2-6- Evacuation des eaux : - Système d’évacuation des eaux (descente d’eau, fosse …)
2-7- Autres Equipements : - Dalle de transition en BA pour annuler les dénivellations qui peuvent se produire à cause des tassements des remblais. - Eclairage des ponts. - Grilles centrales (pour remplir le vide entre deux ouvrages parallèles et rapprochés). - Canalisations diverses.
Figure 6: Eléments de protection d'un pont
Figure 7: Equipements d'un pont
V-
CONCEPTION :
Les paramètres qui influencent la conception de la structure sont généralement : 1- Contraintes : Contraintes physiques, naturelles, fonctionnelles, d'exploitation, de sécurité, d'entretien, esthétique, forme, intégration visuelle, géométrie, accessibilité, cohabitation, qualité environnementale, itinéraire, confort.... 2- Actions exercées sur l’ouvrage : Actions permanentes. Actions d’exploitation (charges routières – charges ferroviaires …).
Actions accidentelles.
3- Sécurité des usagers : Garde-corps : pour la protection des piétons, ils ne résistent pas aux chocs des véhicules. Glissières de sécurité : Destinées à retenir des véhicules légers. Barrières de sécurités : Destinées à retenir les véhicules lourds.
4- Modes de déplacement : Routes : nombre de voies, autoroutes, route régionale, vitesse maximale … Rails : nombre de rails, vitesse maximale…
VI- Les Charges : Le poids propre Il s'agit du poids de la structure elle-même. Par exemple, le béton armé pèse 2500 kg/m³, l'acier 7850 kg/m³, le bois de construction (résineux) 500 kg/m³. (En France, la norme NF P 06.004 donne une liste quasi-exhaustive des densités des matériaux utilisés en génie civil. Depuis le 25 mars 20092, cette norme a été remplacée par la norme NF P06-111-2/A13.) Les charges permanentes Il s'agit de l'équipement de l'ouvrage (les revêtements, les cloisons, les installations techniques) qui sera en permanence associé à la structure (pas de variation temporelle). (En France, la norme NF P 06.004 indique les densités des matériaux utilisés en construction de bâtiments.) Les charges d'exploitation
Ce sont les charges venant de l'utilisation de l'ouvrage. Par exemple, le poids des piétons, celui du trafic routier sur un pont. Il est également possible de considérer certaines de ces charges (mobiles) comme des charges variant dans le temps et l'espace pour en tirer une analyse dynamique. (En France, la norme NF P 06.001 décrit pour chaque local de chaque type d'ouvrage les charges à prendre en compte.) Les charges climatiques Les efforts dus au vent ou à la neige appelés. Ces charges sont déterminées en Europe à l'aide de l'Eurocode 1 et étaient en France calculées grâce aux normes NV65 N84 modifiées 2000. Les charges sismiques Les efforts entraînés par un séisme sont de nature dynamique et sollicitent les ouvrages de manière très particulière. (En France, norme PS92 qui sera progressivement remplacé par l'Eurocode 8.)
VII- Critères de comparaison des variantes : Dans un projet on peut trouver plusieurs variantes, le choix de la solution du projet est basé sur la comparaison technico-économique des variantes selon plusieurs critères : - Coût, - Délai, - Exécution : Matériel : coût, disponibilité,… Equipes : constitution, coût, disponibilité, qualification,… Phasage d’exécution : méthodes de construction, rotation du matériel de coffrage, durées, accès et disponibilité d’espace dans le site,… - Esthétique : Elancement du tablier, formes, couleurs et qualité des surfaces,…
- Protection de l’environnement : Gestion des déchets (diminution, évacuation, et recyclage…) Pollution de la nappe phréatique et du sol (économie d’eau, nettoyage…) Isolement des riverains (éviter des tracés coupant des villages…) Isolement des espèces animales Déforestation Nuisance sonores….etc.
VIII-Méthodes de construction : 1.1 - Différentes méthodes de construction : En général les ponts courants en béton sont construits à leur emplacement définitif, soit sur étaiements, soit sur cintres, selon qu’il faille ou non maintenir une circulation (avec passe charretière) pendant les travaux. Dans quelques cas, afin de réduire au minimum les aléas et servitudes dus au maintien de la circulation, des techniques permettent de réaliser l’ouvrage à proximité de son emplacement définitif, donc sans coupure ou gêne pour la circulation, puis en profitant d’une coupure programmée dans une période favorable (week-end prolongé, saison non touristique…), de le déplacer à sa position finale. 1.1.1 - Construction sur étaiements Les ouvrages réalisés en béton coulé en place sont en général construits avec le phasage suivant : >> Réalisation des appuis avec des systèmes de coffrages verticaux classiques de type banche (ces éléments coffrants doivent être stabilisés pour reprendre les efforts de poussée dus au vent en cours de travaux et au bétonnage) ; >> Mise en place : • de l’étaiement vertical qui doit soutenir le poids de la structure du tablier en cours de réalisation et le poids des coffrages horizontaux ;
• de l’étaiement horizontal à base de profilés s’appuyant en tête de l’étaiement vertical ; • des plateaux coffrants prenant appui sur les profilés : >> Ferraillage du tablier et éventuellement, mise en place des gaines de précontrainte ; >> Bétonnage du tablier ; >> Mise en précontrainte éventuelle du tablier ; >> Décintrement des coffrages et enlèvement de l’étaiement général. Cette méthode de construction est celle qui est la plus couramment utilisée pour les ponts courants en béton. Elle est particulièrement adaptée pour la réalisation de ponts dalles, de cadres, de portiques coulés en place ou quand le tablier est situé à faible hauteur au-dessus d’un sol de bonne portance et qu’il n’y a pas de contrainte d’occupation de la brèche à franchir. Les étaiements constituent un ouvrage provisoire, dont il convient d’assurer la stabilité (de la structure et de ses appuis et fondations) pendant toutes les phases de travaux. Il faut aussi prendre en compte sa déformabilité et compenser par des contre-flèches de construction, les déformations générées lors du bétonnage. 1.1.2 - Poutres préfabriquées Ce procédé de construction consiste à réaliser le tablier au moyen de poutres préfabriquées, mises en place sur leurs appuis définitifs avec des dispositifs de manutention et de pose appropriés, et reliées entre elles dans le sens transversal par un hourdis sous chaussées et des entretoises. Les avantages de ce type d’ouvrage résident essentiellement dans leur rapidité d’exécution et leur caractère économique dans le cas d’ouvrages répétitifs permettant une industrialisation de la fabrication. 1.1.3 - Construction par poussage La technique du poussage consiste à construire le tablier par éléments successifs (tronçons), sur une ou deux aires de préfabrication situées à l’arrière d’une ou des deux culées, dans le prolongement de l’ouvrage définitif. Au fur et à mesure
de la réalisation des tronçons, le tablier est successivement déplacé par poussage en glissant sur ses appuis, jusqu’à sa position définitive.
Figure 8: Construction par poussage
Afin de limiter les efforts de porte-à-faux lors des opérations de poussage et faciliter le franchissement des appuis, l’extrémité du tablier est équipée, généralement, d’un avant-bec métallique. La portée courante des ouvrages à travées multiples poussés d’un seul côté, est généralement comprise entre 40 et 50 m. La grande portée des ouvrages poussés à partir des deux rives atteint couramment 70 à 80 m. Les avantages de ce type de construction sont liés à sa rapidité d’exécution, à la construction du tablier sur une aire facilement accessible, à une simplification, d’où un faible coût du coffrage et à l’absence d’échafaudage dans la brèche. Cette solution se justifie particulièrement lorsque la brèche est d’accès difficile ou impossible (piles de grande hauteur par exemple). Elle permet de réduire la gêne aux usagers dans le cas d’ouvrage construit sous circulation. Elle est adaptée aux tabliers rectilignes ou courbes en plan ou en long. 1.1.4 - Construction par rotation : Quand un ouvrage franchit une brèche, au-dessus de laquelle il est impossible ou coûteux de le construire directement (ouvrage sous circulation, franchissement
de rivière), celui-ci peut être réalisé par moitié sur chacune des deux rives (ou entièrement sur une rive), parallèlement à l’axe de la brèche et amené ensuite à son emplacement définitif par rotation autour de ses appuis.
Figure 9:Construction par rotation
1.2 – Étaiements : Les étaiements sont des structures provisoires destinées à supporter l’ouvrage (poids propre du béton et des coffrages) pendant la phase de construction, avant que le béton ait acquis une résistance suffisante. 1.2.1 - Éléments coffrants verticaux pour voiles (piles, culées, murs de soutènement) Le phasage de réalisation comporte les étapes suivantes : >> implantation du voile à réaliser ; >> mise en place d’une banche munie de son dispositif de stabilité ; >> mise en place du ferraillage et des inserts éventuels ; >> fermeture du coffrage ; >> serrage par les tiges de liaison traversantes ; >> coulage du béton ; >> décoffrage .
>> coulage par couches horizontales (épaisseur comprise entre 30 et 60 cm) ; >> vibration de chaque couche en la liaisonnant à la couche précédente. La plupart du temps, la peau coffrante est constituée par des panneaux de contreplaqué. Pour obtenir un parement de meilleur aspect et permettre un nombre plus élevé de réemplois, on utilise des contreplaqués filmés (30 réemplois). Pour des chantiers plus importants, avec un nombre de réemplois élevé des coffrages (jusqu’à 300), on utilise des peaux coffrantes métalliques. 1.2.2 - Étaiements verticaux Les étaiements verticaux, parfois appelés palées, tours, sapines, supportent la structure en cours de réalisation. Ils sont constitués d’un assemblage de pièces simples, modulables et réglables en longueur et en hauteur.
Les étaiements verticaux sont utilisés dans les zones où le terrain est sensiblement plan. Dans les zones de talus, la solution consiste à appuyer d’un côté les profilés sur des tours et de l’autre côté sur des consoles métalliques ancrées dans les chevêtres des culées. Dans le cas de passes-charretière, les tours sont espacées et supportent des cintres, le plus souvent constitués de profilés de type HEB ou HEM, de façon à dégager l’emprise au sol et libérer un gabarit de circulation. Dans le cas de sols de faible portance, les tours reposent directement sur les fondations définitives.
Le choix de la solution d’étaiement se fera donc en fonction des charges à porter, des portées de l’ouvrage, des exigences de gabarit, de la portance du sol, de la géométrie du site et de la technique de réalisation retenue. 1.2.3 - Étaiements horizontaux Les étaiements horizontaux, constitués en général de plateaux coffrants, s’appuient sur des profilés ou des cintres triangulés prenant appui sur les étaiements verticaux.
IX- Etude de cas : 1- Données : Travées : 18m-24-24-18m. Gabarit : 8m. Géotechnique : Bonne.
Type d’ouvrage
Gamme de portée
PRAD Pré- tension
Min 10m Min 14m
Pont à dalle pleine
Pont à béquilles PSBQ PPE : Pont à poutrelles enrobées
Domaine Privilégié 15 à 25m Domaine Privilégié 14 à 20m
20 à 40m 8 à 25m
Elancement
Observation
1 1 à 22 25
_____
Travée isostatique
1 28
_____
2 travées continues >0,6
1 33
_____
>ou= 3 travées continues
Sur pile 1 1 à 23 28
à la clé Trois travées portée 0,50 à 0,70 1 1 en tête de béquilles < 0 ,60 à 33 38 Avec contre béquilles
α
Max 30m Max 25m
_______
0,6 à 0,85
2- Variantes : Nous avons un pont dont la portée maximale ne dépasse pas 25m, nous avons choisi ces 3 variantes pour notre cas : PRAD : Pont à poutres préfabriquées par pré-tension. PSIDP : Pont en dalle précontrainte. PSBQ : Pont à béquilles. PPE : Pont à poutrelles enrobées.
2-1- Variante 1 : PRAD Les tabliers des ponts PRAD (Précontrainte par Adhérence) sont constitués de poutres préfabriquées précontraintes par pré-tension. La précontrainte des poutres est assurée par des torons mis en tension avant bétonnage, puis relâchés dès que le béton a acquis une résistance suffisante (de l’ordre de 30 MPa). Les poutres, régulièrement espacées (entraxe de l’ordre de 1 m), sont solidarisées par une dalle coulée en place sur des coffrages perdus.
Figure 10: coupe transversale PRAD
Avantages : Avantage lié au mode de construction qui permet d’éviter le recours aux cintres s’appuyant sur le sol.
Avantage lié à la préfabrication : En raison de sa préfabrication, les poutres peuvent être réalisés indépendamment du reste de chantier, en temps masqué (plan technique et plan économique). Avantage qui provient du fonctionnement isostatique de la poutre préfabriqué, qui la rend pratiquement insensible aux déformations imposés en particulier le tassement différentiel des appuis. Inconvénients : L’épaisseur du tablier est relativement importante en comparaison avec d’autres structures précontraintes (ponts dalles, ponts caissons…) peut poser des problèmes de gabarit et entrainer un sur cout des remblais d’accès à l’ouvrage. En raison de leur faible rigidité dans le sens horizontal, les tabliers PRAD, comme toutes les autres structures à poutres sont plus sensible aux chocs de véhicules hors gabarit. Ce type d’ouvrages s’adapte difficilement aux franchissements courbes ou de biais variables. Si l’usine de préfabrication est éloignée par rapport au chantier le cout de transport dans certains cas peut être élevé. présente un aspect esthétique beaucoup moins satisfaisant que des ouvrages continus de mêmes portées.
Les poutres peuvent être de section rectangulaires ou en I.
2-2- Variante 2 : PSIDP Les tabliers à dalle en béton précontraint sont constitués soit d’une dalle pleine, soit d’une dalle élégie à inertie constante. La dalle est précontrainte dans le sens longitudinal.
Avantages : Poids propre de 1,2 à 2 t/m² selon les portées. Réactions d'appui de l'ordre de 20 t (pile-culée) à 70 t (pile intermédiaire) par mètre de largeur droite de tablier. Possibilité fréquente d'accepter dans ces conditions une fondation superficielle (semelles filantes de largeur comprise entre 1,5 et 4 mètres avec un taux de travail du sol inférieur à 200 ou 300 KPa). Lorsque la fondation sur pieux est inévitable, cette légèreté peut permettre une limitation du nombre ou de la longueur des pieux. En raison de l'absence de retombées dans les pontsdalles, leurs coffrages sont plus simples que pour les structures à poutres coulées en place. Comportement satisfaisant sous fissuration et réserve élevée en flexion. Les dalles, grâce à l'importance de leur rigidité horizontale, peuvent résister sans trop de dommages aux chocs de véhicules lourds circulant sur la voie franchie. Enfin, les ponts-dalles, du fait qu'ils sont construits par coulage en place, s'adaptent à toute difficulté d'implantation. Le projeteur est ainsi libre dans sa conception des formes (ponts courbes, ponts en Y, tabliers comportant des élargissements).
Figure 11: schéma d'un pont à dalle précontrainte
2-3- Variante 3 : PSBQ
Les Passages Supérieurs à Béquilles (PS-BQ) sont constitués d’un tablier précontraint (dalle pleine, dalle nervurée ou caisson) de hauteur constante ou variable. Les appuis intermédiaires sont constitués de béquilles encastrées dans le tablier, inclinées à environ 50 grades et généralement articulées en pied dans un massif de fondation.
Figure 12: Shéma d'un PSBQ
Avantages : Esthétiques S’intègrent très harmonieusement dans le paysage. Peuvent fournir une élégante solution ou le franchissement des vallées encaissées. Inconvénients : Mise en œuvre du coffrage est difficile. Le coût de réalisation est élevé. L'obligation d'avoir des appuis solides de part et d'autre pour s'opposer aux forces exercées par le pont.
2-4- Variante 4 : PPE Ces tabliers étaient initialement réservés aux ouvrages ferroviaires (portée de 30 à 35 m), ils sont aussi utilisés pour les ponts routes (portée de 40 à 45 m). Ils conviennent en particulier pour les ouvrages à épaisseur limitée et devant supporter un trafic élevé. Ces ouvrages présentent un aspect extérieur et des caractéristiques voisines de celles des ponts-dalle en béton armé. Les ouvrages peuvent être à une travée, à plusieurs travées ou continues.
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Avantages : Figure 13: Shéma tablier à poutrelles enrobées
Construction robuste simple et durable. La réalisation ne requière pas de personnel hautement spécialisé. Convient pour tablier de pont à épaisseur limitée ou très faible. Pour ouvrages franchissant des voies à forte densité de circulation. Mise en place simple et rapide, ne nécessite pas d’appui provisoire ni de cintres et perturbe très peu la circulation. Mise en place par ripage ou lançage. Inconvénients :
les ailes inférieures des poutrelles nécessitent un entretien identique à celui de tous les ouvrages métalliques. Le coût de cet entretien est fonction du système de protection retenu, étudié dans son ensemble pour une ambiance donnée et un délai d'efficacité donné Le transport de poutrelles de grande longueur peut également poser des problèmes délicats.
3- Variante choisi :
Pont à dalle précontrainte
Figure 14: Schéma pont dalle
Nous avons retenu pour notre projet un pont à dalle précontrainte, vu qu’il est plus avantageux que les autres en termes d’exécution, de délai, du coût et l’esthétique. Pour notre cas nous avons ce profil :
Figure 15: Profil de notre projet
Et ce profil en travers :
Figure 16: Profil en travers de notre projet
1- Hypothèses de conception : - Avec une largeur de 6 m en suppose nous avons deux voies de circulation et on va considérer qu’on est sur une route nationale pour compliquer le problème d’avantages (poids lourd, grande vitesse …). - Milieu agressif (près de la mer).
- Obstacle naturel (cours d’eau).
2- Réalisation du tablier: -
la conception, le calcul et l'exécution des cintres et coffrage la conservation et la mise en place des armatures (qu'il s'agisse d'aciers passifs ou de précontrainte) le bétonnage la ou les mises en tension et l'injection des câbles le décintrement les finitions
3- Equipements : - Corniche simple - Dispositif de retenu : Barrière de sécurité ; car on a le passage des poids lourd - Joint de dilatation : joint à peigne à dents arrondies - Etanchéité et couche de roulement : chape d’étanchéité de 12 cm, couche de roulement en bitume avec un bon uni. - Appareil d’appui : Caoutchouc fretté. - Autres équipements : Système d’évacuation des eaux. Dalle de transition en BA pour annuler les dénivellations qui peuvent se produire à cause des tassements des remblais. Eclairage des ponts.
X-
CONCLUSION :
Dans le cadre de notre projet, nous devions faire la conception d’un pont destinée à l'usage des piétons et véhicules. Dans un premier temps, nous avons dû nous documenter sur le choix et les éléments qui constituent notre pont, ainsi des contraintes physiques, fonctionnelles, d'exploitation, de sécurité, d'entretien, esthétique, forme, intégration visuelle, géométrie, qualité environnementale, itinéraire, confort.... Ensuite, nous avons effectué un travail sur la base de données existante, étudié quels pourraient être les changements permettant de l’optimiser, etc. Durant cette période de réalisation on a eu la chance de s’exercer et d’appliquer les méthodes théoriques vues en cours, on suivant trois étapes ; le choix, l’analyse et la conception. Premièrement on a choisi une structure qu’on va essayer d’analyser, puis dans l’étape de l’analyse la problématique était d’analyser tout en respectant les contraintes, voir les matériaux , les longueur … La dernière étape était de choisir une conception finale détaillée avant de présenter le projet. La réalisation de ce projet nous a appris de travailler en groupe, et d’enrichir nos connaissances concernant la méthodologie, le cahier de charges et le savoir-faire. Malgré les problèmes rencontrés lors de la réalisation de ce projet, on a réussi à trouver les solutions pour avoir finalement un projet complet. Nous espérons que notre modeste travail était à la hauteur des attentes du jury et de notre encadrant.
