doc_num

MEMOIRE POUR LOBTENMASTER DINGENIERIE

LENVIRONNEMENT OPTI--------------------

Prsent e

Travaux di

Jury dvaluation du stage : Prsident : Ismaela GUEYEMembres et correcteurs : M. Tyoro YAGUE A

ETUDES TE

CAS DUN PONT EN BETON ARME SUR LE BOLO PRES DE

MEMOIRE POUR LOBTENTION DUDINGENIERIE DE LEAU ET DE

LENVIRONNEMENT OPTION GENIE CIVIL------------------------------------------------------------------

Prsent et soutenu publiquement le 21 juin par

Francine SANHOUIDI

Travaux dirigs par : M. Tyoro YAGUE

Dr Ismaela GUEYE Enseignant, Chercheur, ISM

Ismaela GUEYE M. Tyoro YAGUE Abdou LAWANE

Promotion [

ETUDES TECHNIQUES DOUVRAGES DARTCAS DUN PONT EN BETON ARME SUR LE BOLO PRES DE

ZAWARA

TION DU DE LEAU ET DE

IE CIVIL

Promotion [2011/2012]

CHNIQUES DOUVRAGES DART : CAS DUN PONT EN BETON ARME SUR LE BOLO PRES DE

Etudes techniques douvrages dart : Cas dun pont en bton arm sur le Bolo prs de Zawara

Francine SANHOUIDI Promotion 2012

i

DEDICACE

Parce quIl vit je nai rien craindre,

Mes lendemains sont assurs.

Entre ses mains, Il tient ma vie.

Pour ce temps et lternit

Je sais quIl vit.

Merci SEIGNEUR.



ii

REMERCIEMENTS

Avant toutes choses, il apparait opportun dexprimer notre reconnaissance toutes ces personnes qui, de prs comme de loin, ont contribu au bon droulement de notre formation et la cration du produit final que reprsente ce mmoire de fin dtudes

Mes remerciements vont lendroit de :

Monsieur Tyoro YAGUE, mon maitre de stage qui ma forme et accompagne durant toute cette exprience avec beaucoup de patience et de pdagogie ;

Messieurs Ismaela GUEYE et Adamah MESSAN nos tuteurs pdagogiques ; Toutes lquipe pdagogique du 2iE particulirement celui de lUTER Infrastructures et Sciences

des matriaux ; Aux tudiants du Master II de la promotion 2012 : je pense spcialement Blaise GHOMSI qui

ma beaucoup soutenue lors de la rdaction de ce document, Sbastien BAYALA pour sa disponiblit, et mes amies surs Fatou , Zalia, Rach, Nath et Him.

Aussi je remercie particulirement le Pre Saturnino FRAILE pour son accompagnement durant cette formation.

Enfin je remercie toute ma famille particulirement Maman, Caro, Steffi et Steph qui a t pour moi un soutien infaillible et qui ma accompagne jusquici.

Mon souhait est que DIEU bnisse abondamment tous ceux qui mont aide dune manire ou dune autre.



iii

RESUME

La prsente tude sinscrit dans le cadre des travaux de construction dun pont sur le Bolo, un affluent du Mouhoun, prs de la localit de Zawara. La construction du pont permettra de dsenclaver ladite localit, surtout en priode dhivernage. cet effet, il a dabord t effectu la prsentation et ltat des lieux de la zone dtude ; ensuite des tudes techniques et financires ont t menes. Le pont qui doit tre construit est en bton arm avec poutres sous chausse. Il a une largeur totale de 9 m, avec deux voies dune largeur de 3,5 m chacune et des trottoirs de 1 m de part et dautre. La longueur totale du pont est estime 60 m et divise en trois traves identiques de 20 m chacune. Pour chaque trave, le tablier est constitu de cinq poutres dune hauteur de 1,30 m et de 40 cm de large et le hourdis a une paisseur de 20 cm. La mthode de GUYON MASSONNET a permis de faire de la rpartition transversale des charges au niveau des poutres. Les appuis du pont seront constitus de piles-cules aux extrmits et de deux piles centrales dune hauteur de 7,5 m. Ces appuis sont constitues de deux colonnes de diamtre 80 cm chacune, surmontes par un chevtre dune section de1mx1m et dune longueur de 9 m. Quant aux les colonnes, elles reposent sur une semelle continue de section 2,3 mx9 m et de 0,9 m de hauteur surmont dune nervure dune section de 0,9 mx8 m et dune hauteur de 0,9 m. De plus, pour le bon fonctionnement du pont, il sera quip dappareils dappuis en lastomres frettes de section 25 cmx 30 cm et dune hauteur de 5,1cm.et dun joint de chausse de 25 mm. Une valuation environnementale a aborde. Il a t question dvaluer et de recenser les impacts potentiels lis aux diffrentes phases du projet et de proposer des mesures dattnuations selon la nature de limpact identifi. Enfin, lanalyse financire a estim le cot des travaux de construction 698 394 400 F CFA en hors taxes.

Mots cls : Pont poutres - charges routires - rpartition transversale - Bton arm - impact

environnemental



iv

ABSTRACT

This study is done within the framework of the construction of a bridge across the Bolo, tributary of the Mouhoun, near the town of Zawara. The Construction of the bridge will open up the locality especially during rainy season. To this end, it was first made the presentation of the study area, and then the technical and financial studies have been conducted. The bridge is to be built with reinforced concrete beams under the roadway. Furthermore, it has a total width of 9 m, including two ways with a width of 3.5 m each and sidewalks of 1 m on either side. The total length of the bridge is estimated at 60 m and divided into three identical spans of 20 m each. For each span, the deck consists of five beams 1, 30 m high and 40 cm wide, and the slab has is 20 cm thick. The GUYON MASSONET method has been used for the distribution of solicitations in beams. The studies also showed that the supports of the bridge will consist of row of piles at the extremities and of two central piers each 7.5 m high. Each supports consist of two columns of 80 cm diameter, each surmounted by a header of a section de1mx1m and a length of 9 m. They are also equipped with tile transition, low walls of the lateral wall of ballast wall of a crow and used to support the transition slab. As for the columns, they rely on a continuous sole with a section of 2.3 x 9 m and 0.9 m high topped with a rib with a section of 0.9 x8 m and a height of 0.9 m. Moreover, for the proper functioning of the bridge, it will be equipped with support devices in hooped elastomer with a section of 25 cm x 30 cm and 5.1 cm. high. 25 mm wide joints have also been foreseen. To ensure sustainability of the project, an environmental assessment was discussed. There was discussion to evaluate and identify potential impacts associated with different phases of the project and propose some solutions. Finally, financial analysis estimated the cost of construction to 698 394 400 CFA F without taxes.

Key words: Bridge with beams Road loadings transversal distribution - Reinforced concrete environmental impact



v

LISTE DES ABREVIATIONS

BAEL: rglement Bton Arm aux Etats Limites

ELS: Etats Limites de Service

ELU: Etats Limites Ultimes

HA: Haute Adhrence

MID: Ministre des Infrastructures et du Dsenclavement

Pk: Point Kilomtrique

RD 124: Route Dpartementale N 124

RDM: Rsistance Des Matriaux

RN1: Route Nationale N1

SETRA: Service dEtude sur les Transports, les Routes et leurs Amnagements

TDR: Termes de Rfrences



1

TABLE DES MATIERES

LISTE DES TABLEAUX ..................................................................................................................................... 2

LISTES DES FIGURES ....................................................................................................................................... 3

INTRODUCTION ................................................................................................................................................. 4

CHAPITRE 1: PRESENTATION DU PROJET ............................................................................................... 6 1.1. Contexte de ltude ....................................................................................................................................................... 6 1.2. Objectifs gnraux du projet ....................................................................................................................................... 6 1.3. Prsentation de la zone dtude ................................................................................................................................... 7 1.4. Problmatique de ltude : .......................................................................................................................................... 7 1.5. Description de louvrage .............................................................................................................................................. 7

CHAPITRE 2: CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DE LOUVRAGE ........................................... 9

2.1. Hypothses et bases de calcul : .................................................................................................................................... 9 2.2. Tablier ........................................................................................................................................................................... 9

2.2.1. Prdimensionnement du tablier .............................................................................................................................. 9 2.2.2. Calcul du tablier ................................................................................................................................................... 11

2.3. Appuis ......................................................................................................................................................................... 23 2.3.1. Prambule : .......................................................................................................................................................... 23 2.3.2. Pile-cule ............................................................................................................................................................. 25 2.3.3. Piles ..................................................................................................................................................................... 34

2.4. Fondations .................................................................................................................................................................. 36 2.4.1. Synthses du rapport gotechnique : .................................................................................................................... 36 2.4.2. Predimensionnement ............................................................................................................................................ 37 2.4.3. Calcul de la semelle ............................................................................................................................................. 37

CHAPITRE 3: COUT ESTIMATITIFDES TRAVAUX ................................................................................. 39

CHAPITRE 4: EVALUTION ENVIRONNEMENTALE ET SOCIALE ...................................................... 39

4.1. Evaluation des impacts du projet : .......................................................................................................................... 39 4.1.1. Impacts ngatifs ................................................................................................................................................... 39 4.1.2. Impacts positifs .................................................................................................................................................... 39

4.2. Principales mesures mises en uvre ......................................................................................................................... 39

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS ................................................................................................. 42

4.1. Conclusion .................................................................................................................................................................. 42 4.2. .Recommandations ..................................................................................................................................................... 42

BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................................. 44

ANNEXES ........................................................................................................................................................... 45



2

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I: Ferraillage du hourdis .......................................................................................................... 15

Tableau II: Coefficients de GUYON-MASSONNET ........................................................................... 20

Tableau III: Ferraillage des poutres ....................................................................................................... 21

Tableau IV: Moments de calcul des entretoises .................................................................................... 23

Tableau V: Ferraillage des entretoises .................................................................................................. 23

Tableau VI: Moments de calcul du chevtre sur cule .......................................................................... 27

Tableau VIII: Ferraillage du chevtre sur cule .................................................................................... 27

Tableau VIII: Ferraillage de la dalle de transition ................................................................................. 32

Tableau IX: Ferraillage du corbeau ....................................................................................................... 33

Tableau X: Moment de calcul pour chevtre sur piles ......................................................................... 35

Tableau XI:ferraillage du chevtre sur piles ......................................................................................... 36

Tableau XIII: ferraillage des semelles ................................................................................................... 38



3

LISTES DES FIGURES

Figure 1: Situation gographique de l'ouvrage ........................................................................................ 8

Figure 2 : coupe transversale du tablier ................................................................................................. 11

Figure 3: position de la roue Br sur le hourdis ...................................................................................... 12

Figure 4:Position des roues du tandem Bt ............................................................................................. 13

Figure 5: position de la chenille sur le hourdis ...................................................................................... 13

Figure 6: Modle de chargement du systme A .................................................................................... 16

Figure 7: Position du convoi le plus dfavorable .................................................................................. 18

Figure 8: Position de l'effort tranchant maximal ................................................................................... 18

Figure 9: Position de l'effort tranchant maximal ................................................................................... 18

Figure 10: Position de l'effort tranchant ................................................................................................ 19

Figure 11: Modlisation des charges sur le chevtre ............................................................................. 26

Figure 12: Modle de calcul des semelles ............................................................................................. 38



4

INTRODUCTION

Le rseau routier inventori du Burkina Faso en 2008 a une longueur totale de 61.367 km. Toutes les routes ne sont pas praticables en saison pluvieuse cause du manque douvrages de franchissement. Ce qui entraine rgulirement un isolement de certaines zones pendant lhivernage. Les infrastructures de routires et la politique publique d'investissement qu'elles sous-tendent ont un rle essentiel dans le dveloppement conomique d'une rgion. A cet effet, le Professeur Prudhomme a affirm que : la route du dveloppement passe par le dveloppement de la route. Suivant cette assertion, le gouvernement Burkinab a mis en place une politique de dveloppement du rseau routier. Il faut noter que lamlioration de la qualit des infrastructures de communication fera des rgions des ples de dveloppement. Cest dans cette perspective que la construction dun pont a t initie pour permettre lembranchement de la zone de Zawara avec la RN1. En effet, cette infrastructure aidera les populations locales sortir de lenclavement et communiquer avec le reste du pays. Ainsi, la ralisation de cet ouvrage ncessite une tude technique pralable comme lexige toute infrastructure denvergure. Cest dans cette optique, que le prsent projet est men pour la construction dun pont. Il sagira pour nous de faire une tude technique et financire de cet ouvrage, et enfin valuer limpact environnemental et social.

De faon spcifique, il sagira pour nous de :

prdimensionner et concevoir le pont ;

dimensionner le pont conu ;

estimer les cots des travaux prvus ;

valuer limpact environnemental et social du projet.

Au terme de ltude les principaux rsultats attendus sont :

les plans de louvrage projet le devis estimatif et quantitatif.

Pour atteindre ces rsultats une bonne mthodologie doit tre suivie. La mthodologie adopte consistait dans un premier temps faire une recherche documentaire. Ensuite il eut la collecte des donnes consistant regrouper des donnes disponibles sur le projet. Cest ainsi que nous avons obtenu :

le rapport gotechnique ;

le rapport hydrologique et hydraulique ;

lensemble des donnes obtenues lors de la visite du site : images photographiques, des levs topographiques, la morphologie du site.

Enfin la ralisation de ltude proprement dite a suivi la dmarche suivante:



5

le prdimensionnement structural de louvrage ;

lvaluation des charges permanentes et des charges routires appliques sur chaque lment de louvrage ;

le calcul des armatures ;

llaboration des plans de ferraillage ;

lestimation quantitative et financire des travaux projets.



6

CHAPITRE 1: PRESENTATION DU PROJET

1.1. Contexte de ltude

Le Gouvernement du Burkina Faso, dans le cadre de sa stratgie de dveloppement des transports, sest fix plusieurs objectifs et en ce qui concerne le volet Infrastructures routires, ces objectifs se rsument comme ci-suit :

assurer une bonne structuration du rseau national et lui permettre de jouer pleinement son rle dans le dveloppement des changes entre les provinces du pays et avec lextrieur ;

maintenir le rseau dans un bon tat pour diminuer les cots dexploitation des vhicules, accrotre la scurit des usagers et renforcer ainsi les activits productrices et commerciales ;

rattraper le retard dentretien priodique qui rend inefficace et onreux lentretien courant ;

dsenclaver les rgions qui ont des potentialits importantes en matire de production agropastorales, de richesses touristiques et minires, contribuant ainsi la lutte contre la pauvret ;

assurer la desserte administrative des chefs lieux de dpartement et soutenir les efforts en faveur de la dcentralisation ;

faciliter les vacuations sanitaires des villages vers les centres urbains.

En 2000, le rseau routier national du Burkina Faso comptait deux cents cinquante-trois (253) ouvrages dart jugs important sur le plan hydraulique et structurel. Cependant, des zones importantes pour le dveloppement du pays restent enclaves. Laccs ces zones partir des centres grand trafic national et international reste difficile en toute saison pour certaines et en hivernage pour dautres. Pour y accder, des dtours de grandes distances contournant ainsi les cours deau sont rendu ncessaires, occasionnant ainsi des pertes de temps et rendant les produits dimport et export trs onreux.

La situation actuelle montre une insuffisance douvrage dart et en particulier de ponts sur le rseau routier national. Cest dans ce cadre gnral que sinscrit ce projet. Ainsi, avec le concours des partenaires financiers de ltat Burkinab, des travaux de renforcement ou damnagement de certaines routes ont t entrepris ou sont en cours dexcution. Ces travaux ont prvu la construction douvrages neufs au droit des passages deau qui en ncessitent. Un ouvrage est alors prvu pour le franchissement du Bolo sur la RD 124 dans localit de Zawara. En effet, le site actuel est un bas-fond quil est impossible de franchir en saison pluvieuse si bien que la localit de Zawara reste enclave.

1.2. Objectifs gnraux du projet

Ce projet, qui prvoit la construction dun ouvrage de franchissement sur le Bolo, sinscrit dans le Programme de dveloppement des transports du MID dont les principaux objectifs visent :



7

Amliorer la praticabilit du tronon par laugmentation du niveau de service afin de maintenir une liaison routire permanente entre Zawara et la RN1.

Diminuer le temps de parcours des personnes et des biens.

Faciliter les changes commerciaux

Dveloppement du tourisme : un festival de masque sorganise chaque anne dans la localit de Zawara mais le non-confort de la route constitue un handicap.

1.3. Prsentation de la zone dtude

Louvrage devra permettre le franchissement du Bolo, un affluent du Mouhoun

Le site de louvrage est situ au PK8 de la RD 124 (intersection RN1-Zawara-Silly), lentre de la localit de Zawara dans la commune rural de Zawara, province du Sangui, Rgion Centre-Ouest (Voir figure 1 suivante). Le climat dans cette zone est tropical de type nord- soudanien avec une pluviomtrie moyenne annuelle variant entre700 mm et 1000 mm. Cest aussi une zone de plaine avec une savane arbore et une fort de galerie le long du cours deau (Bolo).

1.4. Problmatique de ltude :

Le site actuel est un bas-fond inond en saison pluvieuse entrainant une coupure du trafic routier entre la localit de Zawara et la RN1. Pour pallier cette situation, il est indispensable de construire un pont.

1.5. Description de louvrage

Le cours deau Bolo, prsente au droit du franchissement, un lit tal, encaiss et quelques peu encombr par la vgtation. Son coulement est intermittent.

La brche franchir est de lordre de 60 m. Suite au rapport hydrologique-hydraulique, il a t propos un pont en bton arm de 60 m, trois traves indpendantes de 20m de longueur, poutres multiples sous chausse.

En fonction du rseau routier du Burkina Faso et du fait que louvrage sera construit en rase campagne et sur une route dpartementale, les caractristiques du pont retenues sont :

Pont de premire classe

Largeur de la chausse 7 m

Largeur du trottoir 1 m de chaque cot

Les voies sont au nombre de deux et large de 3,5 m chacune.



8

Figure 1: Situation gographique de l'ouvrage



9

CHAPITRE 2: CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DE LOUVRAGE

2.1. Hypothses et bases de calcul :

Rglements:

Rgles BAEL 91 rvises 99

Fascicule 61 titre II du cahier des prescriptions communes (CPC) Conception, calcul et preuves des ouvrages darts

Bton:

fc28 = 30 MPa pour tous les lments en Bton Arm

Enrobage : 3 cm pour tout louvrage car la fissuration est prjudiciable Acier:

la limite dlasticit fe= 400Mpa

2.2. Tablier

Le tablier envisag est en bton arm avec poutres sous chausse et sans entretoises intermdiaires.

Il sera quip de :

deux corniches ;

deux dispositifs de retenu. ;

deux trottoirs de part et dautre de la largeur roulable ;

deux bordures de trottoir de part et dautre de la chausse. ;

Une couche dtanchit ;

des joints de chausse et de trottoir.

2.2.1. Prdimensionnement du tablier

2.2.1.1. Poutres

a) Nombre de poutres

Le nombre de poutres dpend essentiellement de la largeur du tablier, de la position des poutres de rives et de lespacement entre les poutres. De faon gnrale lespacement entre les poutres varie de 3,50 2,00 m.

Pour la prsente tude :

- largeur de la chausse : lc = 7,00 m - largeur des accotements : la = 1,00



10

Le nombre de poutre se dtermine laide de la formule suivante, en prenant lentraxe des poutres 2,00 m environ :

22

Lc Lan

+ =

Ce qui donne 5 poutres pour le tablier.

b) Hauteur de la poutre

La hauteur des poutres est conomique pour un lancement des poutres situ entre 1 /16 et 1/17 de la porte (Porte/17 h Porte/16) (CALGARO, 2000). Ce qui permet de fixer la hauteur totale du tablier h=1,30m.

c) La largeur de la poutre

La largeur 0b de la poutre est comprise entre 1/2 et 1/5 de la hauteur de la poutre. Ce qui donne

0b

ainsi la largeur retenue est 0b =0,40m

2.2.1.2. Hourdis

La hauteur de la dalle dpend de lcartement des poutres (EP) :

Si Ep > 3,5 m e 20 cm

Ep < 3,5 m e 18 cm

Ep 2,75 m e 16 cm (OUATTARA, 2011)

Comme lcartement entre les poutres est de 2,15 m, une paisseur de 20 cm est prise pour minimiser le ferraillage transversal

2.2.1.3. Entretoises

a) Nombre dentretoises

Les entretoises assurent lencastrement la torsion des poutres sur les appuis. Actuellement les ouvrages sont raliss avec seulement les entretoises dabout pour effectivement jouer ce rle dencastrement la torsion mais aussi son rle indispensable pour le vrinage (CALGARO, 2000).

b) Section des entretoises

Les entretoises ont sensiblement la mme hauteur que les poutres mais il faudra laisser des rservations pour le vrinage lors du changement des appareils dappuis.

En plus pour des raisons desthtique il est prfrable de diminuer la hauteur des entretoises les rendant ainsi invisible entre les poutres. Donc une hauteur de 50 cm sera retranche. Finalement, la section retenue est : une hauteur de 80 cm et une largeur de 40 cm pour les entretoises.



11

Le tablier se prsente alors de la faon suivante :

Figure 2 : coupe transversale du tablier

2.2.2. Calcul du tablier

2.2.2.1. Hourdis

Cest la dalle sur laquelle se fait la circulation sur le pont. Cette dalle repose sur des poutres et des entretoises. Pour le dimensionnement il sera considr un panneau de dalle entre deux poutres et les entretoises.

Le panneau de hourdis repose sur les poutres et les entretoise et a les dimensions suivantes : Lx=1,75

m et Ly=19,20 m. le paramtre 0,091 0,4lxly

= = < donc le panneau porte dans un seul sens,

celui de Lx.

valuation des sollicitations dues aux charges permanentes Pour lvaluation des charges permanentes du hourdis, seul le revtement, ltanchit, et le poids propre de la dalle sont pris en compte. La somme des charges permanentes appliques sur le hourdis est de g = 31,8 kN/ml (Voir annexe 1).

Les sollicitations dues aux charges permanentes sont :

Moment maximum :2

12,17 .8

xx

glM kN m= =

Effort tranchant : 27,83kN2

xX

glV = =

Comme la dalle porte dans le seul sens de Lx , My et Vy sont nuls.

Evaluation des sollicitations dues aux charges routires



12

Vu les dimensions du panneau de dalle seuls les systmes Br, Bt et Mc120 seront utiliss pour lvaluation des charges routire.car elles sont les plus dfavorable.

Dtermination du coefficient de majoration pour le systme B 0, 4 0,61 41 0,2 1 GL

S

= + ++ +

La plus grande surcharge affecte des coefficients de pondration est celui du systme de Bc alors

avec 660S KN= et 1558,2G KN= on a : 1,22 = Systme Br

La roue isole de 10 t de surcharge 100BrS kN= est centre sur le panneau comme indiqu dans la figure 2 suivante.

Dtermination des sollicitations

Les calculs se font mi feuillet. Les dimensions au mi feuillet sont les suivantes : 80a cm= et50b cm= .

Moment maximum

Le moment se dtermine laide des Abaques de PIGEAUD partir des paramtresu ,v et

dfinis de la faon suivante : 0,457aulx

= = , 0,026bvly

= = et 0,091lx

ly = = .

Linterpolation partir de =0 et =0,2 nous donne 1 0,1594M = et 2 0,1150M =

0 1 2( )xM M M P= + et 0 2 1( )yM M M P= + avec 122,41rP S KN= = et le coefficient de poisson =0 pour le calcul des sollicitations en bton arm. Do 0 19,5 .xM kN m=et 0 14,08 .yM kN m=

Effort tranchant

Figure 3: position de la roue Br sur le hourdis



13

Il est aussi donn des formules de calcul de leffort sur les abaques de PIGEAUD.

Suivant le sens de x 100 58,292 2 0,8 0,5X

PV kNa b

= = =

+ +

Suivant le sens y 100 513 3 0,8yPV kNa

= = =

Systme Bt

Une file de deux roues de tandem est centre sur le panneau comme suit :

Figure 4:Position des roues du tandem Bt

Le calcul est analogue au prcdent (roue Br) en soustrayant les sollicitations dues au petit rectangle (en blanc) de ceux du grand rectangle(en bleu) pour avoir celui du au systme Bt. Les rsultats obtenus sont (Voir annexe 1 pour les dtails) :

Moment suivant lx Mox= 33,66kN/m

Moment suivant ly Moy= 16,80kN/m

Effort tranchant suivant lx Vx= 41,68kN

Effort tranchant suivant ly Vy= 99,93kN

Charges militaires Mc120

Une chenille est centre sur le panneau de dalle, ce qui donne une surcharge de 550kN sur une surface dimpact de 1,00m6,10m.

Figure 5: position de la chenille sur le hourdis

Calcul du coefficient de majoration pour la charge militaire :



14

1100S kN= et 1558,2G KN= avec :

0, 4 0,61 41 0,2 1 GLS

= + ++ +

Ainsi on a : 1,26 =

Le calcul des sollicitations se fait de la mme manire que pour le systme Br. Les rsultats obtenus sont (Voir annexe 1 pour les dtails) :

Moment suivant lx Mox= 72,64kN/m

Moment suivant ly Moy= 31,10kN/m

Effort tranchant suivant lx Vx= 79,44kN

Effort tranchant suivant ly Vy= 36,54kN

Vrification du poinonnement de la dalle

Il est ncessaire de vrifier le poinonnement de la dalle sous la roue Br qui est le systme qui exerce la plus grande pression sur la dalle.

0280,045

up

c

Qh hU fc =

0h =paisseur de la dalle

ph =paisseur minimale que la dalle doit avoir pour pouvoir supporter la charge uQ

cU =primtre du rectangle dimpact au niveau du feuillet moyen ; Uc=2(a+b)=2,6m

uQ = charge concentr lELU. Nous avons alors : 1,605 196,47u BrQ S kN= =

0oa h a= + et 0ob h b= + avec 0 0 030 , 60 , 20b cm a cm h cm= = =

Nous trouvons hp=56 mm ce qui est infrieur ho= 200 mm donc pas besoin darmatures de poinonnement.

Calculs des armatures

La fissuration tant prjudiciable, les calculs se feront lELS pour les moments et ELU pour leffort tranchant. Pour le calcul des armatures dun pont les combinaisons sont les suivantes :

ELU :

1,07 1,51,35 max 1,07 1,5 1,07 1,5

1,35

AB T

M

+ +



15

ELS :

1,2max 1,2 1,2

AG B T

M

+ +

Le calcul du hourdis se fera sur une bande de 1m par la mthode forfaitaire cest dire 0,8Mo pour le ferraillage en trave et 0,5Mo pour le ferraillage sur appuis, Mo tant le moment isostatique du panneau (CALGARO, 2000). Le ferraillage obtenu est le suivant : Tableau I: Ferraillage du hourdis

Armatures Moments de calcul (kN.m)

Section daciers calculs (cm) Choix

Section relle. (cm)

Armatures infrieures suivant X 58,11 21,40 7 HA 20 21,99

Armatures infrieures suivant Y 24,88 8,70 5 HA 14 9,24

Armatures suprieures suivant X 42,41 15,30 5 HA 20 15,71

Armatures suprieurs suivant Y 15,55 5,30 4 HA 14 6,16

Vrification de leffort tranchant

Aucune armature deffort tranchant nest requise si les conditions suivantes sont remplies :

a. La dalle est btonne sans reprise sur toute son paisseur

b. Et leffort tranchant maximal Vu de la dalle est tel que 280,07

u

d

V fcd

79,44 441,33 /0,2 0,9

uV kN mld

= =

et 28

0,07 0,07 30000 1400 /1,5b

fc kN m

= =

condition vrifi, donc pas besoins de darmatures defforts tranchant.

2.2.2.2. Poutres

Le calcul des poutres a t effectu en deux phases : la premire consiste au calcul des sollicitations puis la seconde la rpartition des sollicitations de faon transversale au niveau des poutres.

a) valuation des sollicitations due aux charges permanentes : Les charges permanentes sont dues aux lments suivants : poutres, entretoises, hourdis, corniche, contre-corniche, trottoir, bordure, contre-bordure, garde-corps, tanchit, couche de roulement, et les quipements divers. La charge permanente est 164,68kN /ml (voir annexe 1). Les sollicitations dues aux charges permanentes sont :

Moment maximum max 7671,25

8glM = = kN.m avec l=20m



16

Effort tranchant max max 1534,25kN2glV = =

b) Evaluation des sollicitations dues charges routires

En ce qui concerne les charges routires applicables les TDRs recommandent les Systmes de charges du fascicule 61titre II suivants :

- systmes de charges A - systme de charges B compose des sous systmes de charges Bc, Bt et Br - systme de charges Mc120 qui est une charge militaire

Les systmes B et militaires sont pondrs par un coefficient de majoration pour leurs effets dynamiques.

Systme A

Le systme A est un systme de surcharge uniformment rpartie sur toute la partie roulable de la trave.

Le fascicule 61 titre II donne: 36000( ) 23012

A ll

= ++

A(L) est pondr par deux coefficients qui sont a1 et a2 :

a1 est fonction de la classe du pont, a1=1 pour les ponts de premire classe

02

va

v=

avec

v =largeur dune voie , et vaut 3,50 m pour louvrage projet.

0v =3,5 pour les ponts de premire classe

On trouve alors la surcharge A=1355 kg/m=13,55kN /m. La charge linaire correspondante est :

13,55 7 94,85 /Aq kN ml= =

Les sollicitations dues la surcharge A sont :

Le moment maximum : max 677,5 .

8Aq lM kN m= = ;

Effort tranchant : max 135,5kN2Aq lV = = ;

Systme B Dtermination du coefficient de majoration dynamique

Figure 6: Modle de chargement du systme A



17

Le coefficient de majoration dynamique du systme B utilis pour le calcul est le plus grand de chacun des sous-systmes Bc, Br et Bt.

Systme Bc

Ce systme se compose de deux camions de poids individuel gal 30 tonnes. On ne peut disposer autant de files de deux camions que de voies. Dans ce cas il y a deux voies donc il ne peut tre dispos que deux files de camions. Les charges sont affectes dun coefficient de pondration bc qui est fonction de la classe du pont et du nombre de file de camions. Pour ce systme il y a :

Le coefficient de pondration bc=1,10

La surcharge S=132 t

La charge du tablier G= 3293,5 kN

Ce qui donne un coefficient de majoration dynamique bc = 1,186

Systme Bt

Il comporte un tandem deux essieux de 16 tonnes chacun. Il nest possible de disposer que deux tandems soit un par voie. Comme pour le systme Bc, les charges de ce systme Bt sont affectes dun coefficient de pondration Bt gale 1.00 dans le cas des ponts de premire classe. Ainsi, il a t obtenu

Le coefficient de pondration bt=1.00 ;

La surcharge S=64t ;

La charge du tablier G= 3 293,5 kN;

Ce qui donne un coefficient de majoration dynamique bt = 1,137

Systme Br

Ce systme est constitu dune roue isole de 10 tonnes qui peut tre dispose nimporte quel endroit du tablier.

La surcharge S= 10t

La charge du tablier G= = 3293,5 kN

Ce qui donne un coefficient de majoration dynamique bt = 1,090

Le coefficient de majorations dynamique retenu pour le calcul des sollicitations est ce lui du systme Bc : =1,186 qui est le plus grand des sous systmes B.

Dtermination des sollicitations

Systme Bc

Etudes techniques douvrages dart


Le moment maximum est dterminmaximum dun convoi a lieu sous lessieu charges du convoi sont quidistantsous lessieu 3 de la figure suivante.

Le moment est maximum sous P3

Effort tranchant est maximum la position

max 777BCV R kN= =

Systme Bt

Les sollicitations du la surcharge Bt sont

Moment maximum

Le moment maximum a t dtermin ga

max 3196,36M = kN.m

Leffort tranchant maximum

Leffort tranchant est maximum

max 618,4 BV R kN= =

Systme Br.

Ce systme est trs peu dfavorable pour les poutres donc na pas fai

Systme de surcharge militaire Mc12

Il est constitu dun char militaire de 110 tonnes reparties chacune et pouvant circuler sur toute la largeur de la chausse.

Il nest pas possible de placer plus surcharges militaires, la distance entre chars est de 36,60 m.

La surcharge S= 110t

La charge du tablier G= 3293,5 kN


est dtermin a laide du thorme de BARRE qui stipule que le moment absoludun convoi a lieu sous lessieu i et une position o la charge P

sont quidistants des extrmits de la poutre. Le moment maximum a donc lieu sous lessieu 3 de la figure suivante.

Figure 7: Position du convoi le plus dfavorable

3 et max 3028,854kN.mM =

ort tranchant est maximum la position de la figure ci-contre.

Les sollicitations du la surcharge Bt sont :

dtermin galement laide du thorme de BARRE.

la position ci-contre, quand un des essieux est pos sur lappui

Ce systme est trs peu dfavorable pour les poutres donc na pas fait lobjet dtude.

Systme de surcharge militaire Mc120

titu dun char militaire de 110 tonnes reparties sur deux chenilles supportant 55 tonnes chacune et pouvant circuler sur toute la largeur de la chausse.

acer plus quun char par trave de 20 m de long, car dans un surcharges militaires, la distance entre chars est de 36,60 m.

3293,5 kN

Figure 8: Position de l'effort tranchant maximal

Figure 9: Position de l'effort tranchant maximal

: Cas dun pont en bton arm sur le Bolo prs de Zawara

18

qui stipule que le moment absolu Pi et la rsultante des

Le moment maximum a donc lieu

BARRE.

, quand un des essieux est pos sur lappui :

t lobjet dtude.

sur deux chenilles supportant 55 tonnes

m de long, car dans un convoi de

: Position de l'effort tranchant

: Position de l'effort tranchant maximal



19

Ce qui donne un coefficient de majoration dynamique Mc120= 1,171

Les sollicitations dues la surcharge Mc120 sont :

Moment maximum

Il faut noter que le moment flchissant le plus dfavorable est dtermin lorsque la rsultante P du convoi est situ dans laxe longitudinal de la trave Le moment maximum est :

max 4661,3kN.mM =

Effort tranchant

Leffort tranchant est maximum la position ci contre :

max 120 932, 26 McV R kN= =

c) Evaluation des sollicitations dues aux Charges de trottoir

Pour le calcul des poutres du tablier, seules les surcharges gnrales sont prises en compte selon le fascicule 61 titre II. Pour ce projet les charges gnrales utilises sont de 150 kg/m. Le principe de calcul des sollicitations est similaire celui de la charge civile A.

Calcul de la charge au ml tq =3kN/ml

Les sollicitations dues la surcharge A sont :

Le moment maximum max 150 .

8tq lM kN m= =

Effort tranchant max 30kN2tq lV = =

d) Repartions des charges sur les poutres :

Plusieurs mthodes ont t labores pour le calcul de la rpartition transversale des charges sur les poutres un pont multi poutres. Pour ce projet, la mthode de GUYON et MASSONNET qui est la plus labore et la plus exacte sera utilise. Cette mthode vise dterminer les coefficients de

rpartition transversale qui est fonction du paramtre dentretoisement , du paramtre de torsion , de

lexcentricit relative de la charge et de lordonne relative de la poutre considre.

Le tablier ne comporte entretoises quen dabouts. Alors le hourdis joue le rle dentretoise et elle est dimensionne en consquence. Pour cela, il faut prendre pour les calculs les paramtres suivants concernant les entretoises : la hauteur a=0,20 m ; la longueur b=1,00 m ; et lespacement entre deux lment de mme nature. =1,00 m.

Figure 10: Position de l'effort tranchant



20

En ce qui concerne la poutre, elle est forme de deux sections rectangulaires ; elle est donc calcule comme poutre en T avec le hourdis qui joue le rle de table de compression. Il faut retenir que =2,15 m, a=0,20 m, b=1,90 m.

Calcul des coefficients de rpartition (MASSONNET, 1962). Dtermination du paramtre dentretoisement et du paramtre de torsion :

Paramtre de torsion qui permet de mesurer la rigidit torsionelle qui varie de 0 1

2P E

P E

+

=

Paramtre dentretoisement qui dtermine la souplesse de lentretoisement (ELJALTI, 2005) a t dtermine par la formule suivante

4p

E

bl

=

P = Rigidit la torsion des poutres

E = Rigidit la torsion des entretoises

E = Rigidit flexionnelle des entretoises

P =Rigidit flexionnel des poutres

Les calculs donnent les rsultats suivants = 0,832 et =0,506. (Voir annexe 1)

A laide des tables de MASSONNET (lon un extrait est joint en annexe 4), une premire interpolation est faite en fonction de labscisse relative de la poutre considre, de lexcentricit relative de la charge considre et de pour trouver K1 (la valeur de K correspondant =1) et K0 (la valeur de K

pour =1). Ensuite laide de la formule : 0 1 0( )K K K K = + (MASSONNET, 1962), a t calcul le coefficient de rpartition pour la poutre considre. Les valeurs des coefficients de rpartition transversale de GUYON-MASSONNET sont consignes dans le tableau suivant :

Tableau II: Coefficients de GUYON-MASSONNET

Calcul et rpartition des moments et de leffort tranchant.

Systme A Systme Bc Systme Bt systme M120 Poutre1 0,6238 0,9465 0,7851 0,8980

Poutre2 1,1500 1,4243 1,2871 1,3832

Poutre3 1,5908 1,4319 1,5114 1,5475



21

Pour dterminer leffort maximum considrer pour raliser le ferraillage, chaque effort affect du coefficient de majoration dynamique, a t quitablement rparti entre les cinq poutres, puis multipli par le coefficient de rparation K en ce qui concerne les charges routires.

Les charges permanentes et les charges de trottoir sont supposes quitablement rparties sur la structure car chaque lment supporte son poids (Voir annexe 1).

Calcul du ferraillage

Les calculs des armatures ont t effectus lELS pour les moments et lELU pour leffort tranchant (BAEL 91 mod 99). Avec les diffrentes combinaisons, les efforts les plus dfavorables, pour les moments, sont induites par la charge militaire Mc120 et pour leffort tranchant par la surcharge Bc. Ce sont ces rsultats qui seront considrs pour le calcul des aciers.

Pour viter des risques dinterversion lors de la ralisation des diffrentes poutres, toutes les poutres auront le mme ferraillage.

Pour le calcul du ferraillage, la section droite des poutres sera considre comme une section en T en ajoutant le hourdis comme table de compression.

Le ferraillage retenu pour luniformisation est celui de la poutre centrale (poutre 3).

Ainsi, pour les armatures longitudinales : 133 18 HA 32SA cm=

Les armatures transversales c'est--dire les cadres, sont calcules avec leffort tranchant LELU. Les

rsultats obtenus sont 2 cadres de 10 avec un espacement rgulier de 20 cm car les charges sont roulantes.

Tableau III: Ferraillage des poutres

Des aciers de montage et de peau sont prvus.

2.2.2.3. Entretoises

a) valuation des sollicitations dues aux charges permanentes :

Moment de calcul (kN.m)

Section thorique (cm2) Choix

Section relle (cm2)

Armatures infrieures 3 307,58 133 18 HA 32 25,13

Armatures suprieures

4HA 12

Armatures de peau

4HA 12

Armatures transversales 2 Cadres HA 10 tous les 20 cm



22

Les charges permanentes supportes par lentretoise sont : son poids propre, celui des prdalles et de la dalle support par lentretoise. Ce qui donne une charge permanente totale qui est gale g= 21,38 kN /ml (voir annexe 1).

Les sollicitations dues cette charge sont :

Le moment maximum max 8,18 .

8glM kN m= =

Effort tranchant max 18,70kN2glV = =

b) valuation des sollicitations dues aux charges dexploitations La charge dexploitation est constitue de la raction du vrin (utilis pour soulever le tablier lors du changement des appareils dappuis) et de la surcharge due la roue Br (le convoi le plus dfavorable pour lentretoise (car elles sont courtes et aucun autre convoi ne peut tenir uniquement sur lentretoises).

La raction du vrin

La raction du vrin est gale la raction dappui des poutres due aux charges permanentes car le vrin soulve juste la poutre au voisinage de lappui. Aussi le vrinage se passe en maintenant le pont hors service. La raction est 306,85R kN= Les sollicitations dues cette charge sont :

Moment maximum max 134,25 .

8RlM kN m= =

Effort tranchant max 153,43kN2qV = =

La roue Br

Le cas le plus dfavorable que lon peut supposer est la roue Br centre sur lentretoise. Le coefficient de majoration dynamique est le mme que celui utilis pour le calcul des poutres.

La surcharge Br tant considre comme une charge ponctuelle, les sollicitations sont dtermines laide des formules de RDM.

Ainsi, il est obtenu les rsultats suivants :

Moment : 99,28kN.m

Effort tranchant : 56,73kN.

Le calcul de lentretoise se fera par la mthode forfaitaire en affectant les coefficients 0,5 et 0,8 respectifs en appuis et en trave au moment isostatique.



23

Le ferraillage de lentretoise se calcule tout comme les autres lments du tablier : lELS pour les moments et lELU pour leffort tranchant. Il faut galement souligner que le calcul des aciers se fera deux niveaux :

- pour les armatures infrieures les sollicitations prises en compte sont celles dues au poids propre de la structure et la roue Br

- tandis que pour le calcul des armatures suprieures, seule la raction du vrin et le poids propre de la structure seront pris en compte. Do le rsultat dans le tableau suivant :

Tableau IV: Moments de calcul des entretoises

Moment sur appuis (kN.m) Moment en trave (kN.m)

Acier infrieur 63,66 101,86

Acier suprieur 71,21 113,94

Comme les deux actions ne sont pas appliques simultanment puisque le vrinage se fait hors service, il sera retenu dune part, pour le calcul des armatures suprieures la valeur 113,94kN .m ; celles

infrieures la valeur 101,86 kN.m dautre, et leffort tranchant 271,5V kN= .

Les sections des armatures obtenues sont les suivantes :

Tableau V: Ferraillage des entretoises



Section relle (cm2)

Armatures infrieures 101,86 8,17 5 HA 16 10,05 Armatures suprieures 113,94 9,14 5 HA 16 10,05 Armatures transversales CADRE HA 10 tous les 40 cm

2.3. Appuis

2.3.1. Prambule :

Les appuis ont pour rle de transmettre les efforts du tablier jusquau sol de fondation. Lappui est alors dfini comme un lment intermdiaire qui permet de reporter sur le sol les efforts provenant du tablier.

Un appui peut tre caractris par son comportement mcanique et lon peut distinguer de ce fait deux grandes catgories :

- Les appuis transmettant uniquement des ractions verticales ou quasi-verticales ; - Les appuis transmettant des ractions verticales et horizontales importantes.



24

Compte tenu de la forme de la brche franchir, il a t prconis retenu des piles-cules enterrs pour les appuis extrmes et des piles centrales. Les piles seront constitues de colonnes surmontes par des chevtres.

a) Le chevtre

Le chevtre joue un rle trs intressant. Il permet de rduire le nombre dappuis (colonnes) en assurant le transfert des charges et dventuels efforts horizontaux transmis par le tablier. Il sert galement dappuis pour le vrin lors du changement des appareils dappuis. Le chevtre joue galement un rle de raidisseur et de solidarisation des appuis.

Le prdimensionnement du chevtre Largeur du chevtre

La largeur du chevtre Lc doit tre doit tre suprieur ou gale au diamtre de la colonne plus 10cm

(SETRA, 1974) : ce qui donne : 10 80 10 90cl cm cm + = + = .

Ainsi, la largeur retenue est 1cl m=

La hauteur du chevtre

La hauteur minimale recommande pour le chevtre est de 60 cm (SETRA, 1974). Pour ce projet une hauteur forfaitaire de 1m est pris afin davoir une section de chevtre carre.

La longueur du chevtre

Compte tenu des formes du tablier, il est ncessaire que la longueur du chevtre soit le mme que

celle du tablier car hourdis ne comporte pas dencorbellement. Cette longueur est 9cL m=

b) Les colonnes

Pour des raisons conomiques et peu de contraintes esthtiques, vu que louvrage se trouve en rase campagne, les fts retenus sont des colonnes.

Predimensionnement des lments des appuies Le nombre colonnes

Lespacement entre colonnes est de lordre de 3m 4m. Avec deux colonnes, Lespacement est de 3,7m. Lespacement tant respect. Le nombre de colonne retenue est deux.

Le diamtre des colonnes



25

Il est recommand de prendre10h = avec =diamtre de la colonne et h =la hauteur totale des

appuis (SETRA, 1974). Ainsi 7,5 7510 10h

cm = = par scurit (puisque la section reste toujours faible, infrieur 1m) le diamtre retenu est de 80cm.

2.3.2. Pile-cule

La pile-cule est un appui extrme du pont qui est compos de poteaux ou de colonnes. Pour ce projet, des colonnes seront utilises

2.3.2.1. Chevtre

Les chevtres des piles-cules sont quips de murettes latrales, de murs garde-grve et de corbeau sur lequel sappuie la dalle de transition. Il faut noter que le chevtre est soumis deux sorte de moments : le moment de flexion et le moment de torsion qui est du lexcentrement des efforts (SETRA, 1974).

a) Les charges appliques sur chevtre : Poids propre du chevtre

Poids propre du chevtre y compris le mur garde-grve et le corbeau :

(S section du chevtre).

Dalle de transition - Charges permanentes

Elles sont dues au poids propre de la dalle et couche de chausse qui est sur la dalle.

2 61,4 /G kN ml=

- Charges routires :

Les charges de calcul de la dalle de transition proviennent du sous-systme Bt (SETRA, 1974) :94,1 /R kN ml= .

Murettes en retour :

Cest seulement le poids propre des murettes en retour qui est pris compte pour le dimensionnement du chevtre : G3=39,10 kN

Le tablier - Raction due au poids propre du tablier :

1

1

2,548 /

G SG kN ml

=

=



26

Le chevtre de la cule reoit la raction dun demi-tablier donc 329,40 /2 5

TG

GR kN ml= =

- Raction due aux charges routires du tablier

Les charges routires proviennent des systmes Bc, Bt et de la charge militaire Mc120.

Surcharge Bc pour le convoi Bc la raction est la suivante: 932BCR kN=

Surcharge Bt: pour ce convoi la raction 716,16BtR kN=

SurchargeMc120: la raction due au convoi militaire est : 120 1025,48McR kN=

Surcharges sur trottoir :

La charge sur le trottoir donne une raction de 12TR kN= ;

b) Calcul des moments

Le chevtre est modlis de la faon suivante :

Figure 11: Modlisation des charges sur le chevtre

Les moments se calculent comme suit :

Moment en trave :2

2aMt G= et

Moment sur appui 2 2

8 2e aMa G =

pour les charges uniformment reparties.

Pour les charges ponctuelles, les formules sont ( )0,25Mt R e a= pour le moment en trave et r

Ma R a V a= + pour moment sur appuis.

Avec : e tant lespacement entre les colonnes et a lencorbellement du chevtre Vr le poids propre des

murettes latrales et T BCR R R= +



27

Selon la combinaison considrer pour le calcul lELS des ponts, il a t obtenu les moments suivant.

Tableau VI: Moments de calcul du chevtre sur cule

Moment sur appuis (kN.m)

Moment en trave (kN.m)

Moment des charges permanentes -670,76 104,64 Moment des charges routires -635,19 -297,02 Moment des charges de trottoir -19,80 -8,70 Moment de dimensionnement -1368,27 -223,29

c) Dterminations de la section du ferraillage :

Les moments obtenus sur appuis comme en trave sont tous ngatifs, ce qui indique que toutes armatures calcules seront des armatures suprieures. Les aciers infrieurs seront identiques aux aciers suprieurs (une recommandation du PP73). Il est galement prvu des HA 12 tous les 30 cm sur la hauteur pour tenir lieu darmatures de peau La section dacier sera identique sur toute la longueur du chevtre en considrant le moment maximal qui est celui sur appui. Ainsi :

76,7 10HA32As cm= .

Leffort tranchant est dtermin par les formules suivantes :

Pour les charges reparties :max 0,5T G e=

Pour les charges ponctuelles : max rT R V= +

Ce qui donne un effort tranchant total est de max 1047,78T kN=

Tableau VII: Ferraillage du chevtre sur cule

Comme aciers transversales, leffort tranchant donne 3 Cadres HA 10 tous les 18 cm.

d) Les efforts dus lexcentrement des forces.

Il se produira le phnomne de torsion dans le chevtre du au poids propre et aux charges dexploitations des quipements du chevtre.

Le poids propre du chevtre et le tablier produits des efforts de torsion ngligeables pour le chevtre. Lexcentrement des efforts concerne les murettes en retour, le mur-grve et la dalle de transition



Section relle (cm2)

Armatures suprieures 1368,27 76,7 10 HA 32 80,42 Armatures infrieures

10 HA 32

Armatures de peau

4HA12




28

(SETRA, 1974). Leur distance dexcentrement sont respectivement Er=58,33 cm, Eg=37,5 cm et Ed=65 cm.

Les moments de torsion sont calculs par cette formule :

2r

f eMt = Avec f la force et e la distance dexcentrement. On divise par 2 parce quil ya deux

colonnes.

Le moment de torsion de calcul est 106,27 .TM kN m= et donne une section darmatures longitudinales de 7cm qui est dj reprise par les armatures longitudinales calcules avec le moment de flexion et 3cadres de HA 10 tous les 124cm aussi pris en compte le calcul des cadres.

2.3.2.2. Le fut

Le ft est compos des deux colonnes. Les charges sur la colonne sont composes des charges venant du tablier et du chevtre ainsi que de ses quipements.

a) Les charges permanentes Le poids propre du tablier G1

La pile reoit deux demi-tabliers et comme elle est compose de deux colonnes alors G1est dtermin

comme suit : 13293,5 823,38

4 4TGG kN= = =

Le poids propre du chevtre G2:

Le chevtre tant support par deux colonnes, alors 21 1 25 9 112,5

2 2CGG kN = = =

Le poids propre des quipements G3:

Le poids propres des quipements du chevtre vient de la dalle de transition, du mur garde-grve, des

murettes latrales et corbeau, ce qui donne : 3 198,63G kN=

Le poids propre de la colonne G4:

Le poids propre de la colonne : il a un diamtre 80c cm = et une hauteur 6,5ch m= Ce qui donne

2 2

40,8025 6,5 25 62,83

4 4c

cG h kN pi pi

= = =

Alors, lensemble des charges permanentes supportes par la colonne est 1196,84kNG = .

b) Les charges routires



29

Les charges routires appliques sur la colonne de la cule sont les mmes que celles appliques sur le chevtre de la cule. Ces charges sont partages entre deux colonnes. Dans ce cas, la surcharge du systme Bc est la plus dfavorable :

120 89,52 4662 20BC

R kN = + =

La charge sur trottoir est

2 1,5 20 302T

R kN = = .

Etant donn que sous le pont il ny a pas une aire de circulation, les charges accidentelles sur la colonne dues un ventuel choc de vhicules ne sont pas prises en compte.

c) Calcul des armatures : Armature longitudinales

Ce calcul se fait lELU. La valeur de leffort normal ultime obtenue est de 2411,84kNuN = .

La section dacier thorique obtenue est ngative. La disposition minimale scuritaire prconise par le SETRA dans le PP73 est adopte. Il faut signaler quils sont calculs au freinage et la compression.

Le ferraillage vertical minimum est gal 0,2 % pour de la section du bton et la valeur maximal est de 5 %. Et une section de 20 cm est recommande pour les colonnes dont la section est infrieure 1m comme dans ce cas. Ainsi, la section dacier retenue est de 20 cm et la disposition est de 10 HA16.

Les armatures transversales

Les armatures transversales sont des cerces de HA12 espaces de 30 cm courante et de 15 cm en zones de recouvrement. (Recommandation du PP 73)

2.3.2.3. Equipements du chevtre

a) Mur garde-grve :

Cet quipement du pont retient les terres derrire le tablier au-dessus du chevtre et assure ltanchit. Il permet galement de placer des joints de chausse. Concernant la hauteur, elle est impose par la hauteur du tablier, des appareils dappuis et des bossages. Lpaisseur du mur dont la

hauteur est comprise entre 1et 3m est donne dans le PP73 par la formule suivante : 0,1 0,1e h= +



30

(SETRA, 1974) avec h = la hauteur du mur. Ainsi : 1,60h m= et 0,1 0,1 1,6 0,26e m= + = . Lpaisseur retenue est de 25 cm.

Le mur garde- grve est encastr dans le chevtre, il se calcule alors comme une console en flexion simple

Actions et sollicitations.

Le mur garde-grve est soumis des forces verticales et horizontales qui produisent des efforts de flexion et de cisaillement dont les valeurs maximales ont lieu au niveau de la section d'encastrement dans le chevtre.

Les charges verticales, composes du poids propre du mur garde grve, de la raction d'une charge directement applique sur le garde-grve, et la de raction de la dalle de transition sont ngligs dans les calculs des sollicitions dudit mur, car leur effet est plutt favorable.

Les charges horizontales

L'effet maximal est obtenu par combinaison des forces agissante de l 'arrire vers l'avant, ce qui exclut la prise en compte d'une pousse du joint de chausse. Dans ce qui suit, il faudra prendre en compte que le calcul des moments, l 'exclusion des efforts tranchants dont l'effet peut tre nglig, compte tenu du taux relativement faible des contraintes de cisaillement .

Au nombre de trois, les forces considrer sont les suivantes

- Pousse des terres.

Le moment maximal du la pouss des terre est 6T

k hM = avec

k : Coefficients de pousse pris gale 0,3

: Poids volumique du remblai pris gale 22 kN/m

h : La hauteur du mur garde-grve qui est gale 0,3.

- Pousse d'une charge locale situe en arrire du mur garde-grve.

La charge sur remblais est de q=1t /m (suivant le du fascicule 61 titre II). Ainsi, cette surcharge induit

un moment max 2

3,375 .2P

k q lM kN m = =

- Force de freinage d'un essieu lourd du camion Bc

La force de freinage prise est gale au poids d'une roue, soit 6 t , et l' on a :

1,98 .TM kN m=



31

6 27,7 .0,25 2F

hM kN mh

= =

+

Calcul de ferraillage

Le moment de dimensionnement 39,28 .M kN m= qui donne une section daciers de 10,40 cm qui est infrieure la section daciers minimale recommand par le PP73 du SETRA donc le ferraillage minimal est retenu :

Ferraillage vertical : HA 12

Tous les 10 cm pour toutes les deux faces.

Ferraillage horizontal : HA 10 tous les 15 cm sur les deux faces.

b) Murettes en retour

Les murettes, solidaires du chevtre, sont destines principalement retenir les terres du remblai latral en vitant quelles ne viennent au contact du chevtre et aussi empcher lboulement des remblai. Elles peuvent aussi constituer un simple lment de finition sur le plan de laspect. Elles peuvent tre courtes (leur longueur est alors gale la largeur du chevtre) ou longues (elles se prolongent en avant du chevtre). La longueur maximale de la murette en retour est 2,5 m (SETRA, 1974), valeur qui a t retenue pour cet ouvrage. Son paisseur est dtermine par la formule

220

le

+= (SETRA, 1974), avec l tant la longueur du mur ce qui donne 25e cm=

Le calcul se fait deux niveaux : de faon verticale et de faon horizontale.

Verticalement, les murettes sont encastres dans le chevtre et dans le mur garde-grve. Pour les calculs de ce moment dencastrement, interviennent le poids propre de la murette, le poids propre des quipements (corniche, garde-corps). Le poids propre de lensemble est gal g=1,47 t /ml le moment

dencastrement est alors 2

46 .2

glM kN m= =

Horizontalement la murette est soumise la pousse de terre et des surcharges sur remblai.

Moment au pousses des terres 2

11,7 .6

qlM kN m= = avec 1,7 0,3 22 11,2q kN= =

Moment du au surcharge sur remblai de q= 1t /m est de 2

31,3 .2

qlM kN m= =

Les murettes en retour se calculent en fissuration prjudiciable :

c) Dalle de transition



32

La dalle de transition est un quipement du pont qui permet de palier au problme de tassement du remblai au droit de louvrage. Ces problmes sont dus la difficult dexcuter parfaitement le remblai au voisinage des constructions que constituent les appuis du pont. La longueur de la dalle de

transition est dtermine par la formule suivante : ( )( )min 6 ,sup 3 ,0,6L m m H (CALGARO, 2000) avec H tant la hauteur du remblai sous la dalle. Ce qui donne L= 3m

Lpaisseur de la dalle de transition est gnralement 30 cm, paisseur conseill (CALGARO, 2000).

La dalle de transition se calcule comme une dalle appuye sur deux cts c'est--dire sur le remblai et sur le corbeau. Cette considration est scuritaire car en ralit il ya du remblai sous la dalle qui la supporte (SETRA, 1984).

Evaluation des sollicitations

Les charges permanentes agissant sur la dalle sont le poids des terres et le poids propre de la dalle. Comme charge dexploitations, il y a seulement les charges routires du systme Bt dont le moment max est dtermin par le thorme de BARRE.

Les charges permanentes

Le poids propre de la dalle 25 0,3 25 7,5D DG h kN= = =

Le poids des terres : 22 6,6t tG h kN= =

Alors 7,5 6,6 14,1 35,69 .D t GG G G kN MG M kN m= + = + = = =

Les charges routires :

Vu la dimension de la dalle le PP73 recommande la surcharge Bt pour lvaluation des sollicitations dues aux charges routires.

Lapplication du thorme de Barr donne 65,03 .RM kN m=

Les charges de trottoir ne sont pas prises en compte car au niveau de Dalle il na pas t prvu de trottoir.

Calcul de ferraillage

La dalle de transition se calculant aussi en fissuration prjudiciable ( lELS), les rsultats sont dans le tableau suivant :

Tableau VIII: Ferraillage de la dalle de transition


Section thorique (cm2)

Choix Section relle (cm2)



33

d) Corbeau

Le corbeau est un quipement du pont qui sert dappui la dalle de transition. Ses dimensions sont standards (SETRA, 1974). Le corbeau se calcule comme une console courte car sa hauteur utile est suprieure sa porte.

Pour le calcul des sollicitations, outre son poids propre qui est une charge repartie, les autres charges sont des charges ponctuelles :

Charges permanentes :

Poids propre du corbeau 2

5,95 0,0011 .8c

c cc g

g lg kN M kN m= = =

Poids propre de la dalle de transition appliqu mi-port :

31,73 4,76 .2Dc

D g Dlg kN M g kN m= = =

Charges routires : charges transmises par la dalle de transition et appliques mi port : cette charge est gale la raction maximale de la dalle de transition due la surcharge du systme Bt :

544 81,6 .2Btc

Bt R BtlR kN M R kN m= = =

Le corbeau se calculant lELU, le moment de dimensionnement est :

1,35 1,605 137,39 .RM Mg M kN m= + =

Leffort tranchant maximum est alors 287,91V kN=

Les armatures obtenues sont :

Tableau IX: Ferraillage du corbeau


Section thorique

(cm2) Choix Section relle (cm2)

Armatures infrieures -137,38 1,90 6 HA 10 4,71

Armatures dans le sens porteur

113,72 24,91 8 HA 20 25,13

Armatures de rpartition ferraillage minimum 1,80 4 HA 10 3,14

Armatures de montage

4 HA 10 3,14



34


2.3.3. Piles

Une pile est un appui intermdiaire.

2.3.3.1. Le chevtre

Le chevtre de la pile joue le mme rle que le chevtre sur la cule mais le chevtre sur la pile reois deux demis tabliers et il ne possde pas dquipements (mur garde grve, murette en retour, dalle de transition) la modlisation pour le calcul du ferraillage est identique.

a) Les charges permanentes

Elles sont dues au poids propre du chevtre et du tablier.

Le poids propre du chevtre 25G lc hc= = 25 /G kN ml=

La raction du tablier : il reoit deux demis tabliers donc nous avons :

658,7 /5

TG

GR kN ml= =

b) Les charges routires

Elles proviennent des systmes Bc, Bt et de la charge militaire Mc120. Pour tous ces systmes, la position la plus dfavorable est lorsque le convoie est sur deux tabliers quelque soit la position laquelle il se trouve. Les ractions dappui obtenues sont :

Surcharge Bc : pour le convoi Bc la raction est la suivantes: 1062BCR kN=

Surcharge Bt: pour ce convoi la raction est 742,1BtR kN=

Surcharge Mc120: la raction due au convoi militaire est : 120 1118,7McR kN=

Charges de trottoir :

La charge sur le trottoir est suppose reprise quitablement par les diffrentes poutres. Ce qui donne

une raction de 12TR kN= .

c) Calcul de moment

Les moments se calculent de la manire suivante :



35

Moment en trave :2 2

8 2e aMt G =

et moment sur appui

2

2aMa G= pour les charges

uniformment repartie. Et pour les charges ponctuelles, les formules sont ( )0,25GMt R e a= pour le moment en trave et G rMa R a V a= + pour le moment sur appui. Avec : e tant lespacement entre les colonnes et a lencorbellement du chevtre Vr le poids propre des murettes latrales.

La charge la plus dfavorable considrant les coefficients de pondration est celle due au systme Bc. Selon la combinaison considrer pour le calcul lELS des ponts les moments sont consigns dans le tableau X :

Tableau X: Moment de calcul pour chevtre sur piles

d) Dterminations de la section du ferraillage :

Comme prcdemment, les moments obtenus sur appuis comme en trave sont tous ngatifs ce qui indique que toutes les armatures calcules seront des armatures suprieures, qui seront identiques aux armatures infrieures (SETRA, 1974). La section dacier sera identique sur toute la longueur du chevtre en considrant le moment maximal qui est celui sur appuis. Ainsi :

88,4 12HA32As cm= .

e) Leffort tranchant

Il est dtermin par les formules suivantes :

Pour les charges reparties : ( )max 0,5T G e a= + Pour les charges ponctuelles :

maxT R=

Ce qui donne un effort tranchant totale est de max 1031,30T kN=

f) Effort du lexcentrement Tout comme le chevtre de la cule, le poids propre du chevtre et du tablier produisent des efforts de torsion ngligeables pour le chevtre. Ce sont essentiellement les charges routires qui crent la torsion dans le chevtre. Il se produira le phnomne de torsion dans le chevtre lorsquune seule

Moment sur appui (kN.m)

Moment en trave (kN.m)

Moment des charges permanentes -1120,89 -400,75

Moment des charges routires -350,46 -153,99

Moment des charges de trottoir -19,80 -8,70

Moment de dimensionnement -1565,48 -595,97



36

trave est charge. Nous dterminons lexcentricit de la raction de cette charge par rapport laxe du chevtre.

. Les moments de torsion sont calculs par cette formule :

2r

f eMt = Avec f la force et e la distance dexcentrement. On divise par 2 parce quil ya deux

colonnes. 0,35r

e m= et 1274,4f kN= . Ce qui donne 1274,4 0,35 223,3 .2t

M kN m= =

avec

un15 ,32cm comme armatures longitudinales et 3 cadres de HA 10 tous les 100 cm.

Tableau XI:ferraillage du chevtre sur piles



Section relle (cm2)

Armatures suprieures 1565,48 88,4 12 HA 32 80,42 Armatures infrieures

12HA 32 12,32 Armatures de peau

3HA 12


2.3.3.2. Colonnes

Les charges sur la colonne sont composes des charges venant du tablier et du chevtre. Le ferraillage des colonnes ici est identique aux ferraillages des colonnes des piles cules car elles ont la mme section :

Une section dacier minimale prendre pour les sections de fts infrieurs 1mmin 20cmAs = .

Alorsmin 20cm 10 HA16As As= = .

Les armatures transversales sont des cerces de HA12 espace de 30 cm qui sont ports 15m dans les zones de recouvrement. (Recommandation du PP 73)

2.4. Fondations

2.4.1. Synthses du rapport gotechnique :

Trois essais pntromtriques rfrences P1 P3 ont t raliss au pntromtre dynamique lourd de type GEOTOOL, par le Laboratoire National du Btiment et des Travaux Publics (LNBTP), quip de pointes perdues coniques de 20 cm de section. Lanalyse de ces profils montre que tous les essais raliss ont accus le refus entre 3,20 m et 5,60 m.



37

Vu la capacit portante du sol qui est 0,7 MPa une profondeur de 5 m, la solution des fondations superficielles a t adopte.

Pour viter le problme de tassements diffrentiels, nous avons opt pour les semelles filantes avec nervure. La nervure sert dlment raidisseur et joue galement un rle de rpartition des charges arrivant au niveau de la semelle (SETRA, 1974).

2.4.2. Predimensionnement

Le PP73 dans la pice1.2.3 donne des formules pour le prdimensionnement qui seront utiliss pour ce projet : Les rsultats ainsi obtenu avec Nu =7460kN pour la semelle sont :

Longueur totale de la semelle : 9sL m= ;

largeur de la semelle : 2,8B m= ; hauteur de la semelle: 0,90hs m= .

Pour la nervure, les dimensions obtenues sont :

Longueur de la nervure : 8n

L m= ;

Largeur de la nervure : 0,9b m= ; Hauteur de la nervure 0,90

nh m= .

2.4.3. Calcul de la semelle

2.4.3.1. valuation des charges a) Charges permanentes : Tablier 3293,5Tg kN= Chevtre 1 1 9 25 225Chg kN= =

Colonnes 2

6,5 25 2 125,64C

g kNpi = = b) Charges routires

La charge routire retenue est la mme que celle du chevtre ce qui donne: 1062Rq kN=

La charge de trottoir est 30Tq kN=

2.4.3.2. Calcul des sollicitations

La semelle est modlise comme une poutre en T sur deux appuis : comme indiqu dans la figure ci aprs :



38

Figure 12: Modle de calcul des semelles

Avec NqS

= N tant la charge totale que louvrage appliqu sur le sol de fondation et S la section

de la semelle en contact avec le sol.

Ainsi les formules de RDM donnent les moments suivants :

Moment en trave nul

Moment sur appui de : 1375,80kN.m

Effort tranchant maximal de 1222,93kN

2.4.3.3. Calcul des armatures

Les armatures sont dtermines en lELS et les rsultats sont :

Tableau XII: ferraillage des semelles



Section relle (cm2)

Armatures suprieures 1375,80 24,6 7 HA 32 56,30 Armatures infrieures 319 4 ,26 7HA 32 56,30

Armatures de peau

8HA 16


2.5. Dimensionnement des certains quipement du pont :

Certains quipements ncessaire pour le fonctionnement du ponts tels que les appuis en lastomre frett et les joints de chausse ont t dimensionns.

Ainsi, une section de 25 cm x 30 cm et une hauteur de 5,1 cm ont t obtenues en ce qui concerne les appareils dappui en lastomre frett.( voir annexe 5 pour le dtail des calcul)

Le souffle de joint de chausse dtermin est dune valeur de 25mm. .( voir annexe 5 pour le dtail des calcul)



39

CHAPITRE 3: EVALUTION ENVIRONNEMENTALE ET SOCIALE Ltude dimpact sur lenvironnement est une procdure systmatique didentification des impacts dun projet, qui peuvent affecter significativement lenvironnement sur le plan physique, cologique, esthtique et socio culturel. Elle est dune importance capitale car elle permet de dgager des mesures possibles de prvention ou dattnuation des impacts dfavorables correspondants. Ainsi, il sera procd une valuation des impacts du projet sur lenvironnement.

3.1. Evaluation des impacts du projet :

3.1.1. Impacts ngatifs

La ralisation du projet entrainera des impacts ngatifs :

Perturbation temporaire de la circulation ;

Baisse de la qualit de lair surtout en saison sche ;

Pollution sonore due au bruit des engins ;

Abattages des arbres sur le site de louvrage ;

Tassement du sol d aux mouvements des engins,

Pollutions des sols et des eaux par les dchets liquides et solides du chantier ;

Risques de propagations des IST et du VIH/SIDA ;

Risques daccident sur le chantier.

3.1.2. Impacts positifs

Cration demploi pour la population locale : car il y aura un recrutement dune main duvre locale. ;

Retombes conomiques et rduction du niveau de pauvret pour la population locale ;

Dsenclavement et rduction du temps daccs aux localits de la zone rduisant du mme coup le prix des produits dimport et dexport ;

Facilitation des vacuations sanitaires ;

Dveloppement du commerce : coulement et approvisionnement rapides des produits agro-pastoraux ;

Dveloppement du tourisme ;

Lutte contre lensablement et lenvasement des cours deau dues au reboisement ;

3.2. Principales mesures mises en uvre

En vue dattnuer les impacts ngatifs du projet, quelques mesures dattnuation et de compensation seront mises en uvre :



40

Rencontres et discussions avec la population locale afin dexpliquer le but du projet et aussi dcouter leur attentes ;

Recrutement de la main duvre locale ;

Sensibilisation sur les IST et le VIH/sida ;

Equipements de protection et signalisation du chantier obligatoire ;

Collecte des dchets solides et liquides produit par le chantier ;

Ralisation de plantations dalignement darbres ;

Remise en tats et valorisation des zones demprunts ;

Mises en place des mesures contre lrosion au droit de louvrage et de dispositifs scuritaire ;

remises en tats du site du chantier fin du chantier



41

CHAPITRE 4: COUT ESTIMATITIFDES TRAVAUX Ce chapitre se consacre lvaluation du cot total de la construction de louvrage. Pour ce faire, dans un premier temps il a t question dlaborer une estimation quantitative de diffrentes tches raliser puis laide dun bordereau de prix unitaire. Il est obtenu le cot total relatif chaque tche et le cot total des travaux qui slve 698394400f CFA.

:

N DU PRIX

DESIGNATION MONTANT (FCFA)

I TRAVAUX PREPARATION 230 500 000

II. FONDATIONS 57 498 800

III APPUIS 72 614 000

IV TABLIER 15 4626 600

V EQUIPEMENT ET PROTECTION 149 505 000

VI SIGNALISATION - SECURITE 400 000

VII IMPREVUS 3 3250 000

TOTAL 698 394 400



42

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

4.1. Conclusion

La construction dun ouvrage de franchissement du Bolo sur la RD124 permettra de rsoudre de faon dfinitive le problme du dsenclavement des localits situes sur ce tronon, particulirement celui de Zawara. Notre travail sest inscrit en premier lieu dans une dmarche de conception. Il faut observer que ltude technique a permis dune part de dimensionner louvrage et dautre part destimer le cot relatif sa construction. Ainsi, partir des dimensions de la brche franchir, du dbit vacu et du type de pont construire, le nombre et les dimensions des lments constitutifs du pont ont t dtermins. Ensuite, en fonction des normes en vigueur au Burkina et des recommandations des TDR, la descente des charges et les ferraillages ont t effectus. Par ailleurs, le cot prvisionnel du projet a t estim 698 394 400f CFA FCFA.

Enfin, pour prendre en compte limpact de la construction de louvrage au niveau de la zone de projet, une valuation environnementale a t faite. Cette tude environnementale a permis de relever les principaux impacts positifs et ngatifs ainsi que les mesures dattnuations

4.2. .Recommandations

Un ouvrage dart est dune grande importance de part son rle et son cot. Pour cela, cet ouvrage doit tre construit pour durer. Pour une longue dure de vie, il faudra respecter les recommandations suivantes :

Pour lutter contre les affouillements, il est prconis une pose dun tapis de gabions autour des piles ;

Pour les parties enterres de louvrage comme les pile-culs et les semelles, il sera intressant de les badigeonner avec du goudron afin de les rendre impermable avant deffectuer le remblai technique ;

Les appareils dappui en lastomre frett ont une dure de vie en fonction de leur lutilisation, cest dire de la densit du trafic qui passe sur le pont. Ces appareils doivent alors faire lobjet dauscultation au moins annuelle afin denvisager leurs remplacement ou leur changement.

Pour un bon fonctionnement durable de louvrage, il faudra prvoir une inspection : - Une avant la saison pluvieuse, une auscultation est ncessaire afin de rparer les

ventuels dsordres. - Une aprs les pluies, pour non seulement dceler les ventuelles sources de dsordres

mais aussi de les corriger. Lentreprise et le bureau de contrle technique jouent un rle important dans la dure de vie de

louvrage. En effet, une ralisation de louvrage dans les rgles de lart constitue un atout. Et pour ce faire, un contrle strict est obligatoire. pendant la construction de louvrage, un accent



43

particulier devra tre mis sur : la ralisation des dispositifs dtanchit , ainsi que sur la qualit du bton.



44

BIBLIOGRAPHIE

BAEL 91 modifi 99.

CALGARO, J.-A. 2000. Projet et construction des ponts Gnralits, Fondations, Appuis, Ouvrages courants. s.l. : Presses de lcole nationale des ponts et chausses, 2000.

ELJALTI, W. 2005. La repartition transversal des charges sur ouvrages d'art. 2005.

HEMA, B. 2011. Cours de ponts et ouvrages d'art. s.l. : 2iE, 2011.

LEBELLE, S. 2007. Cours de calcul des lment en Bton Arme. s.l. : 2iE, 2007.

MASSONNET, Ch. 1962. Annales de lInstitut Techniques du Btiment et des Travaux Publics : complment la mthode de calcul des ponts poutres multiples janvier. 1962, 169.

Ministre de l'Equipement et du Logement et du Ministre des Transports. 1981. Fascicule 61 du CPC: Conception, Calcul et Epreuves d'ouvrage d'art, Titre II:Programme des Charges et Epreuves des ponts- routes. 1981.

OUATTARA, Issa. 2011. Cours de conception et de dimensionnement des ouvrages d'art. s.l. : FOAD 2iE, 2011.

SETRA. 1977. Appareils d'appui en lastomre frett. 1977.

. 1974. Appuis des tabliers: PP73. 1974.

. 1984. Dalles de transition des ponts-routes: Technique et Ralisation. 1984.



45

ANNEXES

ANNEXE 1: DETAILS DES CALCULS .......................

doc_num

Documents

Transcript of doc_num