Etude technique du pont de l’échangeur Léopold Sedar ...

Etude technique du pont de l’échangeur Léopold Sedar Senghor – Dimensionnement des éléments de structure de l’ouvragePOUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN INGENIERIE
DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT
MASTER 2
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Ousmane MABIGNATH SALL
Travaux dirigés par :
Dr Ismaïla GUEYE
Département de génie civil
Jury d’évaluation du stage :
Président : Prénom NOM
Prénom NOM
Prénom NOM
Promotion [2014/2015]
LEOPOLD SEDAR SENGHOR-DIMENSIONNEMENT
ETUDE TECHNIQUE DU PONT DE L’ECHANGEUR LEOPOLD SEDAR SENGHOR –
DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE STRUCTURE DE L’OUVRAGE
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 ii
REMERCIEMENTS
Je remercie le Seigneur Dieu Tout Puissant pour toutes les grâces et bienfaits qu’il m’a
toujours accordés.
C’est l’occasion pour moi de remercier toutes les personnes qui m’ont accompagnée
pour la réussite de ce travail. Je tiens à remercier particulièrement :
Monsieur Ismaïla GUEYE Enseignant-Chercheur à la Fondation 2ie, mon
encadreur, pour avoir guidé et orienté mon travail ;
Monsieur Pape Momar DIOP Directeur des travaux du chantier, pour avoir
facilité mon intégration dans un groupe déjà bien étoffé ;
Monsieur Moussa SEYE Conducteur des travaux du chantier, qui a su me
consacré son temps en dépit des contraintes du chantier ;
L’ensemble du corps professoral de la Fondation 2ie pour tous les efforts
consentis à la formation des étudiants ;
L’ensemble du personnel du Groupe CSE qui a contribué au bon déroulement de mon
stage et à la rédaction de ce mémoire ;
Mes frères et mes sœurs pour leur présence et leur soutien moral dans les moments les
plus difficiles ;
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 iii
DEDICACES
Le fruit de ce travail, je le dédie très spécialement à :
Ma très chère mère, Aïcha SALL, qui m’a donné la vie et la quête du savoir. Qu’elle
trouve, à travers ce travail, toute mon expression de gratitude et de joie ;
Mon père, M. Cheikh Nouroudine SALL, qui n’a cessé de me guider sur la voie du
courage, de la sagesse, de la dignité et surtout de l’humilité ;
Mes frères et sœurs qui, malgré mes longues et répétées absences ces dernières
années, ont toujours cru en moi;
Tous mes camarades du 2iE qui m’ont permis d’étendre la famille au-delà des
frontières ;
Tous ces enseignants qui n’ont en aucun moment ménagé leur peine pour m’inculquer
leur savoir et leurs connaissances.
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 iv
RESUME
L’objet de notre étude s’inscrit dans le cadre de la politique d’accroissement du revenu national
et de réduction du déficit de la balance commerciale, à travers des conditions de déplacement
et de la réduction du coût des transports.
Cette étude a plus particulièrement comme objectif la conception et le calcul de l’échangeur du
Stade Léopold Sedar Senghor.
Ainsi, pour mener à bien cette tâche, on a débuté par des travaux et études préliminaires qui ont
essentiellement consisté à faire un recueil des données naturelles et fonctionnelles, éléments
incontournables dans le processus de conception d’un ouvrage d’art. En plus de ces études
préliminaires, une étude comparative a été menée. Cette dernière a porté essentiellement sur
deux variantes, à savoir : un pont en béton armé et un pont en béton précontraint. Le résultat
de cette étude comparative nous a amené à opter pour la première variante.
Après avoir fait l’ensemble des études préliminaires, nous avons procédé au pré
dimensionnement des différents éléments constituant notre ouvrage (poutres, hourdis,
entretoises d’about, piles et culées). A l’issue de cela, nous avons calculé les armatures
nécessaire à sa bonne tenue suivant les normes BAEL 91 modifiées 99, le Fascicule 62 titre V
et le PP73.
Nous rappelons que notre ouvrage est un pont de 40ml avec 2 travées isostatiques symétriques
de 20m de portée
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 v
ABSTRACT
The purpose of our study is part of the increase in national income and reducing the trade
balance deficit policy, through travel conditions and reduced transport costs.
This study specifically aims to design and calculation of the exchanger Stade Leopold Sedar
Senghor.
Thus, to carry out this task, we started with preliminary work and studies that have essentially
consisted in a collection of natural and functional data, essential elements in the process of
designing a structure.
Then, having designed the book (40 ml isostatic bridge with two spans of 20m range), of course
in accordance with the terms of reference, we conducted a comparative study between, a
technical and economic point of view, two bridge variants: prestressed concrete and reinforced
concrete. After analysis, the latest variant, known for its ease of implementation, has been
chosen.
Finally, after completing the classical studies as to calculation of a bridge, we made the
structural design of our work which, in view of geotechnical data, stabilized at the base by
shallow foundations, namely concrete isolated footings armed.
Key words:
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 vi
Liste des abréviations
BA : Béton Armé
CRT : Coefficient de Répartition Transversale
ELS : Etat Limite de Service
ELU : Etat Limite Ultime
PP73 : Document pilote du SETRA pour le calcul des appuis des ponts
RDM : Résistance Des Matériaux
SETRA : Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes
2IE : Institut international d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement
REDIGE PAR MABIGNATH SALL OUSMANE / PROMOTION 2014-2015 / OCTOBRE 2015 1
SOMMAIRE
I.1 Contexte .............................................................................................................................. 5
I.2 Objectifs ............................................................................................................................... 5
DEUXIEME PARTIE : GENERALITES SUR LES PONTS ET PRESENTATION DU
PROJET ...................................................................................................................................... 7
I.1 Définition et terminologie ................................................................................................... 7
I.2 Analyse fonctionnelle .......................................................................................................... 8
I.4 Classification des ponts ....................................................................................................... 9
I.5 Eléments constitutifs d’un pont ........................................................................................ 19
CHAPITRE II : Présentation du projet ................................................................................................ 28
I.1 Etude et conception du pont ............................................................................................. 28
I.2 Etude de pré dimensionnement ........................................................................................ 30
CHAPITRE III : Références de calcul, Caractéristiques des matériaux et description des surcharges32
I.1 Référence de calcul et Hypothèses ................................................................................... 32
I.2 Description des surcharges et combinaison des actions ................................................... 32
TROISIEME PARTIE : DIMENSIONNEMENT
I.2 Calcul des sollicitations ...................................................................................................... 35
I.3 Calcul des armatures ......................................................................................................... 36
CHAPITRE IV : ETUDE DU HOURDIS ................................................................................................... 38
I.1 Calcul des sollicitations ...................................................................................................... 38
I.2 Calcul des sections d’aciers ............................................................................................... 38
CHAPITRE V : CALCUL DE L’ENTRETOISE............................................................................................ 40
CHAPITRE VI : ETUDE DES EQUIPEMENTS ......................................................................................... 43
I.1 Appareils d’appui ............................................................................................................... 43
I.2 Joints de chaussée ............................................................................................................. 43
CHAPITRE VII : ETUDE DES PILES ....................................................................................................... 45
I.1 Inventaire des charges et des surcharges ......................................................................... 45
I.2 Ferraillage des piles ........................................................................................................... 46
I.3 Ferraillage des fûts ............................................................................................................ 47
I.4 Etude des fondations des piles .......................................................................................... 48
CHAPITRE VIII : ETUDE DES CULEES ................................................................................................... 50
I.1 Pré dimensionnement ....................................................................................................... 50
QUATRIEME PARTIE : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTALE ........................... 53
CONCLUSION ........................................................................................................................ 54
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 55
ANNEXES ............................................................................................................................... 56
ANNEXE2 : REFERENCES ET REGLEMENTS DE CALCUL, CARACTERISTIQUES
DES MATERIAUX ET HYPOTHESES ................................................................................. 59
ANNEXE 3: DESCRIPTION DES SURCHARGES .............................................................. 61
ANNEXE 4 : ETUDE DES POUTRES ................................................................................... 65
ANNEXE 5 : ETUDE DU HOURDIS ..................................................................................... 95
ANNEXE 6 : CALCUL DE L’ENTRETOISE ...................................................................... 100
ANNEXE 7 : ETUDE DES PILES ........................................................................................ 108
ANNEXE 8 : ETUDE DES CULEES .................................................................................... 116
LISTE DES FIGURES
Figure 2:Pont canal ................................................................................................................... 10
Figure 4:Pont mixte .................................................................................................................. 11
Figure 5 : Pont à poutres à travées indépendantes en béton armé ............................................ 12
Figure 6 : Pont à travée indépendante en béton précontraint ................................................... 12
Figure 7 : Pont dalle ................................................................................................................. 13
Figure 8:Pont de Vieille-Brioude (1479-1822) ........................................................................ 14
Figure 9: Pont Rio-Niterói au Brésil ........................................................................................ 15
Figure 10: Pont principal de Chaotianmen ............................................................................... 16
Figure 11: Répartition des efforts dans un pont à haubans ...................................................... 17
Figure 12: Pont de l'île Rousski en Russie (portée principale de 1104m) ................................ 17
Figure 13: Répartition des efforts dans un pont suspendu ....................................................... 18
Figure 14: Pont du détroit d'Akashi (portée principale de 1991m) .......................................... 18
Figure 15: Entretoises: amorces et parties coulées en place .................................................... 20
Figure 16: Hourdis intermédiaire ............................................................................................. 21
Figure 17: Hourdis général ....................................................................................................... 21
Figure 18: Piles voiles .............................................................................................................. 23
Figure 19: Pont à piles marteaux .............................................................................................. 24
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Avantages et inconvénients des ponts à poutres en béton armé ............................. 30
Tableau 2 : Avantages et inconvénients d'un pont en béton pré contraint ............................... 30
Tableau 3: Tableau récapitulatif des dimensions des éléments de la superstructure ............... 31
Tableau 4: Coefficients de majoration des charges .................................................................. 33
Tableau 5:Récapitulatif des charges sur les poutres ................................................................. 34
Tableau 6: Sollicitations dues aux charges permanentes pour les poutres ............................... 35
Tableau 7: Récapitulatif des moments affectés des coefficients de Guyon-Massonnet ........... 36
Tableau 8: Sollicitations dans les poutres ................................................................................ 36
Tableau 9: Moments fléchissant après combinaisons .............................................................. 38
Tableau 10: Vérification des contraintes dans le hourdis ........................................................ 39
Tableau 11 : Sollicitations dans l'entretoise ............................................................................. 40
Tableau 12 : Calcul des contraintes de cisaillement ................................................................ 42
Tableau 13 : Charges permanentes sur les piles ....................................................................... 45
Tableau 14 : Surcharges routière sur les piles .......................................................................... 45
Tableau 15 : Charges d'exploitations sur les piles .................................................................... 46
Tableau 16 : Charges combinées sur les piles .......................................................................... 46
Tableau 17 : Sollicitations maximales dans le chevêtre ........................................................... 46
Tableau 18 : Sollicitations maximales dans chaque fût ........................................................... 47
Tableau 19 : Efforts repris par les semelles sous les piles ....................................................... 48
Tableau 20 : Sollicitation maximale dans chaque culée .......................................................... 50
L’essor économique d’un pays, aussi puissant soit-il, passe inéluctablement par la mise en place
et l’amélioration continue des infrastructures d’une manière générale, et celles de transport plus
particulièrement. Ainsi, les pays dits développés sont ceux-là qui ont pu initier, entre autres,
des politiques cohérentes visant à promouvoir le secteur sensible des transports. Et sont
qualifiées de nations sous-développées celles qui éprouvent encore un certain mal à fournir des
efforts dans ce sens. Délibérément ou pas, cela relève d’un autre débat. Dans cette deuxième
catégorie d’Etats, se retrouve, très malheureusement, le Sénégal, un pays dont le mirage de l’or
de noir ne cesse d’enfouir dans les abysses de la misère.
I.1 Contexte
Le gouvernement de la République du Sénégal ayant pris connaissance de cet état de fait, a
élaboré depuis quelques années, un vaste programme de promotion des infrastructures routières
sur l’ensemble du territoire. Le projet de construction de l’échangeur du stade Léopold Sedar
Senghor en est une bonne illustration.
Il s’agit d’un pont d’un linéaire total de 40m qui se trouve dans une zone urbanisée et au-dessus
d’une voie de circulation, qu’il faudra franchir. C’est au regard de ces quelques importantes
problématiques que le thème de notre stage de mémoire, intitulé «Etude technique du pont de
l’échangeur Léopold Sedar Senghor – Dimensionnement des éléments de structure de
l’ouvrage», trouve toute sa pertinence.
I.2 Objectifs
Il est exigé de cette étude de faire ressortir, en fin de compte, des détails qui pourront permettre
de construire un pont ayant une bonne aptitude technique fonctionnelle dans la durée, tout en
cherchant à concilier préservation de l’environnement et souci économique. Ces objectifs ne
peuvent être atteints que si les actions suivantes sont bien menées dans le cadre de cette étude :
Analyse des différentes variantes d’ouvrages ;
Etude technique de dimensionnement structural de la variante retenue ;
PREMIERE PARTIE : INTRODUCTION
Proposition en vue d’une étude d’impact environnementale ;
I.3 Méthodologie de travail
L’organisation de notre travail s’est articulée autour de plusieurs activités :
Travaux préliminaires
Revue bibliographique
Collecte des données
Travaux au bureau (analyse des données, étude de différentes variantes, étude de la
variante retenue)
Rédaction du mémoire
Entre chaque activité, une consultation des encadreurs a été effectuée à fin de validé le travail
déjà fait.
Ce chapitre présente une synthèse bibliographique qui définit et donne une idée générale sur les
différents types d’ouvrages de franchissement.
CHAPITRE I : DEFINITION ET TERMINOLOGIE
I.1 Définition et terminologie
Un pont est un ouvrage d’art permettant de franchir un obstacle naturel (cours d’eau, brèche…)
ou artificiel (voie de communication). Sa composition structurale comprend trois (03) parties à
savoir :
Les appareils d’appui ;
Figure 1: Terminologie des ponts
DEUXIEME PARTIE : GENERALITES SUR
I.2 Analyse fonctionnelle
2.1) La superstructure
La superstructure comprend le tablier (composé de la dalle, des poutres longitudinales et des
poutres transversales ou entretoises), les contreventements et les équipements du pont (trottoirs
et glissières de sécurité, corniches etc.…).
2.2) Les appareils d’appui
Les appareils d’appui sont des dispositifs permettant d’amortir les déplacements ou les
vibrations du tablier sous l’effet des différences de température ou l’application des surcharges
du trafic. Ils sont interposés entre le tablier et les chevêtres.
2.3) L’infrastructure
L’infrastructure comprend les appuis et les fondations :
Les appuis sont appelés « piles » quand ils sont intermédiaires et « culées » quand ils
sont aux extrémités. Ils transmettent les charges verticales venant du tablier au sol par
l’intermédiaire des semelles (ou non) et des pieux. Les culées sont conçues pour
supporter la poussée des terres ;
Les fondations sont directement en contact avec le sol (semelles, pieux) et constituent
la partie essentielle de l’ouvrage car leur étude et leur mise en œuvre correcte participent
à la bonne tenue de l’ouvrage.
I.3 Généralités sur les ponts
Un ouvrage d’art est une construction de grande importance entraînée par l’établissement d’une
voie de communication routière, ferroviaire ou fluviale (ponts, tunnels) mais également un
dispositif de protection contre l’action de la terre ou de l’eau (murs de soutènement, digues) et
enfin un dispositif de transition entre plusieurs modes de transport (quais et autres ouvrages
portuaires). De tels ouvrages sont qualifiés « d’art » parce que dans leur conception,
l’importance de l’aspect esthétique et architectural est majeure. En plus, leur réalisation fait
intervenir des connaissances où l’expérience joue un rôle aussi important que la théorie. Cet
ensemble de connaissances constitue d’ailleurs ce que l’on appelle l’art de l’ingénieur.
Ponts courants
D’une façon générale, on appelle pont tout ouvrage permettant à une voie de circulation de
franchir un obstacle naturel ou une autre voie de circulation.
Cette définition est un peu imprécise dans la mesure où elle ne se réfère à aucune notion de
dimension, de forme ou de nature d'ouvrage. Pour les petits ponts hydrauliques, on parle
couramment de ponceaux ou de dalots. À l’inverse, on emploie de préférence le terme de viaduc
lorsqu’il s’agit d’un ouvrage de grande longueur possédant de nombreuses travées et
généralement situé en site terrestre.
Les ponts courants désignent la majorité des ouvrages d’art ; ils sont définis généralement par
complémentarité aux ponts non courants caractérisés eux-mêmes par :
• les ponts possédant au moins une travée de 40 m de po2rtée,
• les ponts de longueur totale supérieure à 100 m,
• les ponts dont la surface totale du tablier dépasse 1 200 m2,
• Les ponts mobiles,
• les ponts canaux,
conception ou de réalisation, relevant de techniques de construction innovantes, présentant des
géométries complexes (biais ou courbure importants…), nécessitant des travaux de fondations
spéciaux, des études particulières (effets dynamiques) …
Au Sénégal, on peut considérer comme ponts courants, les échangeurs au niveau des routes
express.
I.4 Classification des ponts
Il est extrêmement difficile de classer les ponts en différentes catégories, car il existe de très
nombreux critères de classement. On aura ci-dessous une liste non exhaustive de critères de
classification avec quelques exemples illustrés.
4.1) Selon la fonction du pont
La fonction d’un pont diffère d’un ouvrage à un autre. On distingue des :
- Ponts route : portant une route permettant la circulation des véhicules
- Ponts rail : supportant les chemins de fer
- Passerelles à piétons : réservées uniquement au passage des piétons
- Ponts aqueduc : permettent le passage des canalisations d’eau
- Ponts canaux : permettent à un cours d'eau navigable, généralement un canal, de franchir un
obstacle en creux.
Figure 2:Pont canal
- Ponts pour avions : permettent aux avions de franchir un obstacle dans les aéroports.
Figure 3:Pont avion à l'Aéroport Roissy-Charles-de-Gaulle
4.2) Selon les matériaux de construction
Les ponts peuvent aussi se distinguer par leurs matériaux de construction :
- Pont en maçonnerie : construit en pierre, ce pont ne travaille qu’en compression.
- Pont en béton armé : ce type de ponts est couramment utilisé vu que le coût du béton armé est
assez économique par rapport aux autres matériaux.
- Pont en béton précontraint : les éléments porteurs sont munis de câbles précontraints. Cette
technique aide à diminuer le nombre d’appuis.
- Pont métallique : en Tunisie, les ponts métalliques ne sont pas très utilisés à cause du coût
élevé de l’acier et de son entretien.
- Pont mixte : ce type de pont présente en général des appuis en béton armé avec des éléments
porteurs en charpente (figure 3).
Figure 4:Pont mixte
4.3) Selon la nature des éléments porteurs
Les éléments porteurs sont les responsables à réagir aux charges permanentes et d’exploitation
du tablier en travaillant à la flexion. On peut trouver :
- Pont à poutres : les poutres peuvent être en béton armé (figure 4) et dans ce cas elles ont une
section rectangulaire simple. Pour les poutres en béton précontraint (figure 5) la section est
modifiée avec un talon pout bien loger les câbles de précontrainte. Les poutres peuvent être à
travées continues coulées sur place ou bien préfabriquées à travées indépendantes.
Figure 5 : Pont à poutres à travées indépendantes en béton armé
Figure 6 : Pont à travée indépendante en béton précontraint
- Pont dalle : les dalles ont une section d’aspect général rectangulaire qui peut avoir un
encorbellement latéral ou des nervures (figure 6).
Figure 7 : Pont dalle
- Pont en arc : ce type est généralement parmi les anciens ponts en acier, en maçonnerie ou, en
béton armé coulé sur place. Il nécessite un échafaudage et un cintre (étaiement) important et
souvent coûteux. En revanche, ces ponts ont très esthétiques.
- Pont en poutre-caisson : c’est un pont dont le tablier est constitué par un assemblage de
caissons
- Pont à câbles : ce type est employé dans le cas des portées importantes notamment en milieu
marin. On distingue dans cette catégorie les ponts suspendus et les ponts à haubans. Les
premiers ont leur tablier attaché par l'intermédiaire de tiges de suspension verticales à un certain
nombre de câbles flexibles ou de chaînes dont les extrémités sont reliées aux culées, sur les
berges. Quant aux ponts haubanés, ils tiennent grâce à de nombreux câbles obliques partant
d'un pylône supportant le tablier qui supportera en fin de compte tout le poids du pont.
4.4) Selon la position en plan
La position en plan est la direction des appuis par rapport à celle du tablier. On distingue des :
- Ponts droits : Ce sont les ponts dont les lignes d'appuis font un angle droit avec l'axe du pont.
- Ponts biais : Ce sont les ponts dont les lignes d'appuis font un angle (différent de l'angle droit)
avec l'axe du pont. Cette configuration géométrique entraine des effets de torsion, qui induisent
des efforts de cisaillement dans la structure.
- Ponts courbes : Ce sont les ponts dont l'axe présente une courbure. Il faut éviter ce genre de
pont dans la mesure du possible. Si cela est inévitable, il faut alors adopter une courbure
constante.
Selon le fonctionnement mécanique du pont, on distingue :
- Des ponts soumis à la compression
- Des ponts soumis à la flexion
- Des ponts associant la compression et la flexion
- Des ponts associant à la fois compression-flexion-traction (ponts à câbles)
Ponts soumis à la compression
C’est le cas des ponts à voutes ou ponts en maçonnerie. La voûte est constituée de pierres comprimées
sous la charge des véhicules empruntant le pont. Les efforts se répartissent sur les piles et sur les culées
à chaque extrémité. Ce sont les premiers ponts durables réalisés. Ils ne travaillent qu'en
compression. Compte tenu du fait que le béton travaille plus à la compression, ces ponts sont
devenus très rares, du fait des efforts de traction qu’induisent très souvent le trafic.
Figure 8:Pont de Vieille-Brioude (1479-1822)
Ponts soumis à la flexion
Il s’agit essentiellement des ponts à poutre. La structure pouvant être assimilée à une poutre
droite, le pont travaille donc en flexion. Le record est détenu par le Pont Rio-Niterói au
Brésil, construit en 1974 avec une portée de 300 m, figure 9.
Figure 9: Pont Rio-Niterói au Brésil
Ponts soumis à la compression et à la flexion
Dans ce cas, on retrouve les ponts en arc. Dans un pont en arc, la brèche est franchie en une seule fois
par une seule arche. Il associe la compression à la flexion. C’est le cas du pont principal de Chaotianmen
avec une portée principale de 552m (figure 10).
Ce type de pont nécessite souvent la présence d’un rocher pour l’ancrage de la fondation qui est assez
importante.
Figure 10: Pont principal de Chaotianmen
Ponts soumis à la compression-flexion-traction
Les ponts à haubans
Un pont à haubans est un type de pont à câbles généralement en acier (figure 12).
Le tablier est maintenu par un réseau de câbles directement tendus entre le sommet (ou une
partie proche du sommet) des pylônes et fixés à intervalles réguliers sur le tablier. Les forces
subies par ce type de pont sont la traction, la compression et la flexion. Pour qu'il résiste, ces
forces doivent s'équilibrer.
Figure 11: Répartition des efforts dans un pont à haubans
L’effort des haubans (câbles) est une force de traction ou de compression. Ces forces sont dues
au fait que les câbles retiennent la flexion du tablier induite par le trafic et le poids des véhicules.
De ce fait, les haubans sont alors tendus. La traction des haubans sur le pilier et sur le tablier
entraîne une force de compression sur le tablier et sur le pilier. C’est une force qui tend à écraser
les matériaux sur lesquels elle agit. De ce fait, le pilier et le tablier sont faits en béton compte
tenu de la très bonne résistance du béton à la compression. Quant à la force de flexion, elle est
due au poids propre du tablier et au poids des charges (voiture …), figure 11.
Figure 12: Pont de l'île Rousski en Russie (portée principale de 1104m)
Les ponts suspendus
Un pont suspendu est un pont dont le tablier est suspendu à des pylônes par un système de
câbles. Il est rangé dans la famille des ponts à câbles, combinant la traction, la compression
et la flexion.
Les pylônes s'élèvent au-dessus du tablier et supportent un ou deux câbles principaux, appelés
câbles porteurs, qui vont d'une culée à l'autre, un de chaque côté du tablier. Ces câbles
soutiennent le tablier par l'intermédiaire d'un ensemble de câbles verticaux : les suspentes.
Figure 13: Répartition des efforts dans un pont suspendu
Figure 14: Pont du détroit d'Akashi (portée principale de 1991m)
I.5 Eléments constitutifs d’un pont
5.1) Tablier
C’est la partie supportant la voie de circulation. Il comporte le revêtement, l’ossature et tous les
autres équipements à savoir les dispositifs de retenue (garde-corps, glissière, séparateur), les
joints de chaussée, les corniches, les trottoirs, les systèmes d’étanchéité et d’évacuation d’eau…
les éléments constituant l’ossature sont les poutres, les entretoises et le hourdis.
Les poutres
Les poutres comportent une table de compression constituant la fibre supérieure et un large
talon, constituant la fibre inférieure. Ces deux éléments sont reliés par une âme de faible
épaisseur.
Leur nombre dépend essentiellement de la largeur du tablier et de la position des poutres de
rive. Ces dernières doivent être placées de préférence le près possible des bords libres du tablier.
L'espacement des poutres est voisin de 3,00 mètres et varie dans la pratique entre 2,50 et 3,50
mètres, exceptionnellement 4,00 mètres.
Les entretoises
Les entretoises ont pour rôle de répartir les charges entre les poutres et de les encastrer à la
torsion sur appuis. Elles ont une épaisseur constante et une hauteur sensiblement constante.
Dans le temps, des entretoises d’about et des entretoises intermédiaires étaient utilisées, mais
de nos jours les entretoises intermédiaires ont été abandonnées, seules les entretoises d’about
sont utilisées.
Les entretoises, faisant fonction de poutraison transversale, sont en général réalisées en deux
phases. Une première partie, réalisée de part et d'autre des poutres, constitue une amorce
d'entretoise; elle est bétonnée en même temps que les poutres et est donc préfabriquée. La
seconde partie relie les amorces des poutres adjacentes et constitue la partie coulée en place de
l'entretoise ; elle est bétonnée juste avant le hourdis. Cette réalisation en deux phases présente
les avantages suivants :
- Le coffrage de la partie coulée en place de l'entretoise est facilement fixé aux amorces.
- La partie d'entretoise située sous la table de compression des poutres ne peut être correctement
mise en œuvre que si elle est coulée en même temps que les poutres.
Figure 15: Entretoises: amorces et parties coulées en place
Il est également tout à fait possible de réaliser des entretoises coulées en place d'un seul tenant,
sans aucune amorce.
Le hourdis
Le rôle du hourdis est multiple. En premier lieu, il assure la continuité de surface du tablier, et
permet donc de relier les éléments de la poutraison (poutres proprement dites et entretoises). Il
fait par ailleurs office de table de compression de poutres et reçoit l'étanchéité ainsi que le
revêtement de chaussée.
Le bétonnage du hourdis est réalisé sur des coffrages appuyés ou suspendus aux poutres. Alors
que l'on dispose de deux appuis pour une zone de hourdis située entre deux poutres, ce qui
permet de fixer facilement le coffrage, la réalisation du coffrage d'une zone de hourdis à
l'extérieur des poutres de rive est plus délicate. C'est pourquoi on cherche à placer les poutres
de rive immédiatement en rive de sorte qu'il n'y ait pas de hourdis à couler en encorbellement.
La liaison par le hourdis peut être réalisée de deux façons :
- par un hourdis intermédiaire coulé entre les poutres,
- par un hourdis général coulé par-dessus les poutres.
Hourdis intermédiaire
Le hourdis intermédiaire est coulé entre les poutres, dans le prolongement des tables de
compression. Tables de compression et hourdis constituent donc la dalle de couverture et ont
de ce fait la même épaisseur.
Figure 16: Hourdis intermédiaire
Hourdis général
Les hourdis généraux sont réalisés par-dessus les poutres sur toute la largeur du tablier. Ils sont
plus faciles à coffrer puisque les coffrages peuvent être simplement appuyés sur les extrémités
des tables de compression. Mais ces coffrages ne sont pas démontables et c'est pourquoi l'on
parle de coffrages perdus. Différents matériaux sont utilisés pour les réaliser, chacun ayant sa
propre limite d'emploi liée à sa résistance, ce qui en pratique conduit à une limitation de la
portée libre du coffrage, compte tenu des charges habituellement supportées.
On rencontre des coffrages en fibre-ciment pour les portées les plus modestes ou des prédalles
en béton armé pour les plus grandes portées.
Figure 17: Hourdis général
5.2) Appuis
Les appuis ont pour rôle de supporter l’ouvrage à partir du niveau de la surface du sol.
On distingue les culées qui sont les appuis de rive et les piles qui sont des appuis intermédiaires
qui peuvent se présenter soit sous la forme de voiles ou bien de colonnes surmontées par un
chevêtre.
Les culées
Il s'agit en effet de piles-culées partiellement ou complètement enterrées ou de culées à mur de
front apparent encore appelées culées remblayées. Les culées sont complétées par des murs de
tête, en aile ou en retour, qui sont relativement importants dans le cas des culées remblayées.
L'emploi de murs en retour suspendus présente l'avantage de s'opposer aux poussées des terres.
Il existe deux types de culées.
- Les culées enterrées
Les culées enterrées, dont la structure porteuse est noyée dans le remblai d'accès à l'ouvrage,
sont les plus répandues. Elles assurent essentiellement une fonction porteuse puisqu'elles sont
relativement peu sollicitées par des efforts horizontaux de poussée des terres.
- Les culées remblayées
Les culées remblayées jouent le double rôle de soutènement et de structure porteuse. Le tablier
s'appuie sur un sommier solidaire d'un mur de front massif qui soutient les terres du remblai.
Une telle culée est généralement fondée superficiellement, compte tenu des efforts horizontaux
importants, ce qui limite son emploi au cas des très bons sols.
Les piles
Les piles sont constituées d'un ou de plusieurs fûts, dont la forme relève de nombreux critères,
à la fois d'ordre mécanique et esthétique. Les poutres reposent sur un chevêtre ou sommier
d'appui, par l'intermédiaire d'appareils d'appui en élastomère fretté.
Le rôle des appareils d’appui est de faire reposer le tablier sur les piles tout en permettant son
léger déplacement horizontal et vertical sou l’effet des charges routières.
Le modèle le plus courant des appareils d’appui utilisés est celui en élastomère fretté.
Il existe différents types de piles :
- Les piles voiles
Ce type de pile est très fréquemment utilisé pour des ouvrages courants de portées plus
modestes tels que les ponts-dalles ou les ponts à poutres PRAD.
Figure 18: Piles voiles
- Les piles marteaux
Ce type de pile est intéressant du point de vue esthétique, mais également compte tenu de la
faible emprise au sol nécessaire, ce qui est particulièrement appréciable en site urbain. Cet appui
quasi-ponctuel permet de choisir une orientation quelconque de l'appui, sans augmenter
l'emprise au sol, ce qui permet de s'affranchir du problème du biais dans la plupart des cas.
Figure 19: Pont à piles marteaux
5.3) Fondation
Pour des ouvrages pouvant atteindre une cinquantaine de mètres de portée, les fondations
doivent être absolument fiables, compte tenu des descentes de charges relativement
importantes.
comporter au moins un essai pressiométrique par appui. Ces reconnaissances permettent de
déterminer les différentes possibilités de fondations (niveaux de fondation et capacité portante)
et les contraintes de réalisation des fondations (blindage de fouilles, rabattement de nappes,
possibilités de battage ...).
Une fondation superficielle ne peut être envisagée que sur un sol de très bonne qualité.
Lorsque la qualité du sol en surface n'est pas suffisante, le recours à des fondations profondes
s'impose (pieux battus ou, plus fréquemment, pieux forés).
5.4) Les équipements
Par définition, ces éléments ne participent pas à la résistance de l'ouvrage. Leur incidence est
par contre majeure sur l'aspect du tablier, en particulier pour les corniches et les dispositifs de
retenue. Ils jouent également un rôle essentiel du point de vue de la sécurité des usagers et de
la pérennité de l'ouvrage (étanchéité, assainissement).
Dispositifs de retenue
Les dispositifs de retenue modifient la face vue du tablier et ont donc une forte incidence sur
l'aspect de l'ouvrage. Leur choix doit satisfaire à la fois à des critères de sécurité et d'esthétique.
Pour ce qui est de la sécurité, les critères de choix et d'implantation sont conditionnés d'une part
par 1a destination de 1 ' ouvrage (ponts-routes ou ponts-rail,...) et d'autre part par la définition
des objectifs à atteindre (catégories de véhicules et conditions de choc pour lesquelles le
dispositif doit être efficace).
Etanchéité
Les systèmes usuels sont à base d'asphalte coulé, de films minces adhérant au support, de
feuilles, préfabriquées ou non, ou encore d'asphalte gravillonne.
Une attention particulière doit être apportée à la continuité de l'étanchéité sur toute la surface
du tablier, ce qui nécessite en particulier des recouvrements suffisants des lés de feuilles
préfabriquées, ainsi que la réalisation des relevés d'étanchéité dans les engravures ménagées à
cet effet et une bonne liaison de l'étanchéité avec les joints de chaussée.
Il est également conseillé de prévoir une étanchéité sur les corniches, les contre-corniches et
autres parties d'ouvrages comme les longrines d'ancrage de barrières.
Les corniches
Un des rôles tout aussi essentiel des corniches est la protection des extrémités latérales du tablier
contre les intempéries.
Elles doivent en effet recouvrir l'extrémité de la dalle, empêchant ainsi les pénétrations d'eau
par la tranche du hourdis. Elles jouent également le rôle de larmier, afin d'éviter le ruissellement
de l'eau de pluie sur les parements de la structure porteuse (pérennité et esthétique).
La fixation des corniches sur le tablier s'effectue classiquement par une liaison de type béton
armé pour les corniches préfabriquées à base de béton, le réglage étant assuré par un mortier de
pose permettant une certaine latitude de positionnement, autorisant, le cas échéant, un
rattrapage de la ligne de l'ouvrage. La réalisation de corniches coulées en place demeure rare.
Les corniches métalliques ou à bardage métallique sont généralement fixées par l'intermédiaire
de visseries et de boulonneries sur l'extrémité du hourdis. La bonne tenue de ces éléments de
fixation nécessite une protection (acier inoxydable ou galvanisation). Des précautions sont à
prendre pour éviter les problèmes de corrosion bimétallique entre métaux de potentiel différent
(isolations par des rondelles isolantes par exemple).
Assainissement
Il est bien sûr indispensable de bien drainer les tabliers ainsi que leurs accès, particulièrement
pour les ouvrages longs. Le drainage du tablier doit répondre à la fois à des critères d'efficacité
et d'esthétique.
En ce qui concerne l'efficacité, on peut noter, à titre d'exemple, qu'un drainage efficace nécessite
une gargouille 0.150 mm tous les 5 m pour une pente de 0,2 % et tous les 25 m pour une pente
de 1 %.
D'un point de vue esthétique, les descentes d'eau doivent être aussi discrètes que possible,
notamment dans le cas des ouvrages urbains. Lorsque ces descentes doivent être évitées, il est
également possible de recourir à des corniches caniveaux ou de recueillir les eaux dans un
collecteur sur ouvrage.
Les joints de chaussée
Compte tenu de l'importance de ces longueurs, les extrémités de ces tronçons sont équipées de
joints de chaussée qui assurent un confort pour l'usager, en maintenant la continuité de
roulement, tout en permettant une liberté de mouvement du tablier. Le choix du type de joint
dépend principalement du souffle du joint, du trafic de l'itinéraire et du type d'étanchéité (chape
mince ou épaisse). Le souffle ou espacement maximal des deux éléments en regard est dû aux
effets du retrait, du fluage, de la température et des charges d'exploitation, qui peuvent
comporter non seulement une composante longitudinale parallèle à l'ouvrage, qui est la plus
importante, mais aussi des composantes verticale et transversale. Ces dernières sont dues à la
géométrie de l'ouvrage (biais et courbure), et au tassement des appareils d'appui. Dans le cas
d'attelage d'ouvrages anciens, qui nécessite le plus souvent le remplacement des joints de
chaussée, le retrait et le fluage se sont presque totalement effectués, et ne doivent, par
conséquent, pas être pris en compte.
Dalle de transition
Les dalles de transition sont destinées à éviter tout risque de formation de dénivellation entre
l'ouvrage, qui constitue un point dur, et la chaussée courante.
CHAPITRE II : Présentation du projet
Le projet a pour objet la construction de l’échangeur du stade Léopold Sédar Senghor. Il
s’inscrit dans le cadre de la politique d’accroissement du revenu national et de réduction du
déficit de la balance commerciale, à travers des conditions de déplacement et de la réduction
du coût des transports.
I.1 Etude et conception du pont
L’objectif de cette étude est de déterminer le type d’ouvrage le plus économique capable à la
fois de satisfaire les contraintes fonctionnelles et naturelles.
Il faut donc fixer l’ensemble des contraintes à respecter et les types des ouvrages à envisager
afin de les comparer. Cette comparaison nous mènera à retenir la meilleure solution.
Dans ce qui suit, on va énumérer toutes les variantes possibles pour ce projet, mentionner leurs
avantages et inconvénients, écarter les variantes inutiles et tirer la conception la plus adéquate.
1.1) Données à prendre en compte
Les données dont on doit tenir compte sont :
Implantation et caractéristiques de l'ouvrage :
Données générales sur le site d’implantation.
Caractéristiques géométriques de l'ouvrage : longueur estimée du pont, biais,
courbure.
La topographie et la vue en plan du site
Les résultats de la reconnaissance géologique générale du tracé routier incluant le
projet du pont.
Les données fonctionnelles :
Les hauteurs libres et les ouvertures à réserver.
1.2) Variantes possible à envisager
Dans la pratique, on effectue une étude comparative de quatre variantes de pont :
- Les ponts à poutres en béton armé ;
- Les ponts à poutres en béton précontraint (VIPP) ;
- Les ponts dalle ;
- Les ponts mixtes.
Les ponts à poutres en béton armé
Ce type de ponts a déjà été utilisé au Sénégal (pont de la Foire). Le choix des travées
indépendantes nous permet d’utiliser des poutres préfabriquées et évite les échafaudages. En
plus le béton armé présente un coût économique par rapport aux autres matériaux.
L'inconvénient de cette solution est le manque d’esthétique quand elle utilisée en zone urbaine.
Les ponts à poutres en béton précontraint (VIPP)
Les poutres dans ce cas sont préfabriquées et tendues par post tension ou pré tension.
L’avantage de cette variante est qu’on peut diminuer le nombre d’appuis intermédiaires et par
suite limiter le nombre de travées. Mais le coût des câbles de précontrainte est un peu cher.
Les ponts dalle
Le tablier de ce type de ponts présente une dalle porteuse réalisée en général en béton armé
(BA) ou béton précontraint (BP). Le tablier de la dalle est armé longitudinalement et
transversalement. Ce type de ponts est utilisé pour des portées allant jusqu’à 15 m. Comparé à
un pont à poutres, le pont dalle consomme plus de matériaux. Vu que la préfabrication est
impossible, l’utilisation des échafaudages est imminente ce qui présente un risque d’accident.
Il est assez esthétique avec un aspect plus mince.
Ponts mixtes
Ce type de ponts est généralement constitué d’une ossature métallique qui transmet les charges
de la dalle au système porteur. L’ossature est constituée par un réseau de poutres longitudinales
et transversales (exemple du pont de SIPRES à Dakar). Cette variante assure la qualité et la
durabilité de l’ouvrage. Mais cette technique n’est pas très utilisée au Sénégal vu le coût élevé
de l’acier et de son entretien courant.
1.3) Choix de la variante
Pour déterminer le choix optimal on doit d’abord écarter les variantes ci-dessous qui semblent
être inefficaces
- Pont dalle
- Pont mixte
On essayera par la suite de comparer les deux variantes restantes pour en tirer la meilleure.
Variante n°1 : Pont à poutre en béton armé
Tableau 1: Avantages et inconvénients des ponts à poutres en béton armé
Avantages Inconvénients
Mise en œuvre et entretien facile Portée limitée à 30m
Bonne résistance à la compression
Réduction des échafaudages Risques de fissuration
Variante n°2 : Pont en béton précontraint
Tableau 2 : Avantages et inconvénients d'un pont en béton pré contraint
Avantages Inconvénients
d’appuis ;
d’œuvre qualifiée ;
qui représente un confort pour les
usagers ;
Utilisation d’éléments préfabriqués
A l’issue de cette comparaison, nous opterons pour la première variante, c’est-à-dire un pont à
poutre en béton armé avec deux travées isostatiques de 20 ml chacune.
I.2 Etude de pré dimensionnement
L’étude pré dimensionnement de la structure sera menée conformément aux instructions au
document pilote du SETRA concernant les ponts, le PP73 (Pont et Palées 73).
Dans le tableau suivant nous récapitulons l’ensemble des dimensions des différents éléments
constituant l’ouvrage.
Tableau 3: Tableau récapitulatif des dimensions des éléments de la superstructure
Eléments Dimensions
CHAPITRE III : Références de calcul, Caractéristiques des
matériaux et description des surcharges
I.1 Référence de calcul et Hypothèses
1.1) Références et règlements de calcul
Dans ce sous chapitre bous aborderons les différentes références et les règlements de calculs
sur lesquels nous allons nous baser pour le dimensionnement de l’ouvrage. Détails en annexe
2 page 49.
Nous évoquerons les caractéristiques des différents matériaux (ciment, béton et acier) qui seront
utilisés dans la réalisation de l’ouvrage. Détails en annexe 2 page 49.
1.3) Hypothèses sur l’environnement
Environnement : milieux non agressif
3.1) Description des surcharges
Les surcharges prises en compte dans nos calculs sont celles préconisées par le fascicule 61,
titre II relatives aux surcharges routières. Il s’agit de : A(l), Bc, Br, Bt, Mc120, Me120, E, Fr,
charges sur remblais qs, les surcharges du trottoir, les charges sur les garde-corps, les actions
du vent. Les détails sont présentés en annexe 3 page 51.
3.2) Combinaisons d’actions
Q1 : Action variable de base ;
Qi : Action variable d’accompagnement ;
Qr : Surcharge routière normale, constituée des systèmes A(l) et B accompagnés de la
surcharge du trottoir ;
Combinaisons d’actions
Pour le calcul des ouvrages routiers, les combinaisons des sollicitations aux états limites
s’effectuent comme suit :
+
Pour ces cas de charges, et selon les états limites, on utilise des coefficients de majoration. Voir
tableau ci-après :
Type de charges ELU ELS
Charges dues au vent 1,2 1
Charges permanentes 1,35 1
Charges sur trottoir 1,6 1
Charges sur remblai 1,6 1,2
Dans cette partie nous aborderons l’essentiel du projet ; c’est une partie sans laquelle il serait
impossible de mettre en œuvre ce projet.
CHAPITRE I : ETUDE DES POUTRES
Dans cette partie il sera question de :
calculer l’ensemble des charges permanentes et routières susceptibles de solliciter les
poutres principale ;
étudier la répartition transversale des charges sur les poutres (de rives et centrales) ;
déterminer les sollicitations globales et moyennes ;
calculer le ferraillage des poutres.
I.1 Calcul des charges permanentes
Les charges permanentes comprennent :
le poids des différents éléments supportés par la poutre ;
l’enrobé ;
l’étanchéité ;
Nous présentons dans le tableau ci-dessous l’ensemble des charges sur les poutres. Ces charges sont
appliquées sur toute la portée (20 m). Les détails relatifs à la compréhension de ces calculs sont
joints en annexe 4 page 54 du présent rapport.
Tableau 5:Récapitulatif des charges sur les poutres
Le poids propre total pour une travée entière est résumé ci-dessous :
Eléments Poids unitaire en t Nombre Poids total en t
Poutres de rive 131,33 2 262,66
Poutres intermédiaires 89,70 12 1076,4
Entretoises 1,0625 26 27,625
TROISIEME PARTIE : DIMENSIONNEMENT
I.2 Calcul des sollicitations
Sollicitations dues aux charges permanentes
Le tableau ci-dessous résume l’ensemble des sollicitations dues à toutes les charges
permanentes, pour les poutres de rive et les poutres intermédiaire :
Tableau 6: Sollicitations dues aux charges permanentes pour les poutres
Formules Poutres de rives Poutres intermédiaires
Moment fléchissant Mmax =
2.1) Sollicitations dues aux surcharges
Dans cette partie nous évaluerons les sollicitations induites par les surcharges décrites plus haut.
Le calcul des sollicitations sur les poutres va se faire en considérant les cinq systèmes suivants :
le système A
le système B incluant les sous-systèmes Bc, Bt et Br ;
le système militaire
les surcharges de trottoir
Les détails sont présentés en annexe 4 page 57.
2.2) Calcul des Coefficients de Répartition Transversale de Guyon-Massonnet
La problématique qui se pose est de faire la répartition du moment et de l’effort tranchant à
l’intérieur des poutres. Pour répondre à cela, plusieurs méthodes ont été employées, parmi
lesquelles nous pouvons citer celle-ci. Cette méthode consiste à déterminer un coefficient
correctif appelé Coefficient de Répartition Transversale (CRT) qui donne la portion des
surcharges transmises dans la poutre considérée.
L’aperçu général de la méthode de Guyon-Massonnet ainsi que la démarche de calcul des
paramètres aboutissant à l’évaluation du CRT sont joints en annexe 4 page 66.
Le tableau qui suit récapitule les valeurs des moments affectées des coefficients de Guyon-
Massonnet.
Tableau 7: Récapitulatif des moments affectés des coefficients de Guyon-Massonnet
Charges
permanentes
Trottoir
Moments
Moment
Moment
isostatique par
poutre M1=M/14 56,15 38,91 26,80 4,39 45,07 29,17 62,96 1,06
Poutre de rive
Moment corrigé
MRive=M1*CRT 377,57 11,23 8,95 15,54 1,93 10,82 12,54 34,63 0,54
Poutre intermédiaire
Moment corrigé
Minter.=M1*CRT 257,89 43,80 5,06 22,51 4,22 32,90 32,67 58,55 1,19
I.3 Calcul des armatures
Tableau 8: Sollicitations dans les poutres
ELS ELU
Poutre intermédiaire 317,63 429,10 74,63
3.2) Calcul des sections d’acier
Les détails de calcul des différents aciers se trouvent en annexe 4 page 77.
Poutres de rive
Armatures longitudinales As
As = 116,3 cm2 et la vérification de la condition de non fragilité donne une section minimale
d’acier Asmin = 28,15 cm2
16HA32, soit une section réelle de 128,67 cm²
Armatures transversales At
Armatures longitudinales As
As = 148,09 cm2 la vérification de la condition de non fragilité donne une section minimale
St = 20 cm
4HA12 = ,
St = 20 cm
CHAPITRE IV : ETUDE DU HOURDIS
Considérons un panneau de 20m*2,00m simplement appuyé sur quatre côtés.
Si α vérifie la relation =
< 0,4 alors la dalle porte dans un seul sens.
lx : petit côté
ly : grand côté
On a donc : = 2
20 = 0,1 < 0,4, la dalle porte donc dans un seul sens (dans le sens du plus
petit côté).
Le calcul sera mené comme celui d’une poutre reposant sur deux appuis simples de portée L =
2,00 m.
Le tableau ci-dessous donne les valeurs de moments dans le hourdis obtenus après combinaison.
Les détails sont présentés en annexe 5 page 81.
Tableau 9: Moments fléchissant après combinaisons
ELS ELU
Moment sur appui 3,860 5,156
Moment en travée 6,176 8,250
I.2 Calcul des sections d’aciers
Aux appuis
En travée
Vérification à l’ELS
Tableau 10: Vérification des contraintes dans le hourdis
Mser (t.m) (MPa) (MPa) Concl. (MPa) (MPa) Concl.
Sur appui 3,860 19,21 20 Ok 260,88 400 Ok
En travée 6,176 19,89 20 Ok 260,48 400 Ok
CHAPITRE V : CALCUL DE L’ENTRETOISE
Les entretoises ont pour rôle :
Assurer lèncastrement des poutres vis-à-vis de la torsion sur appuis, hypothèse
fondamentale des méthodes de calcul de la répartition transversale ;
Le vérinage du tablier, rendu nécessaire pour le chargement des appareils dàppui à
moins de prévoir des dispositifs particuliers de vérinage ne sàppuyant pas sur les
entretoises ;
La bonne tenue des joints de chaussée surtout au niveau des culées.
1.1) Sollicitations dues aux charges permanentes
Comme la dalle porte dans un seul sens donc toutes ces charges ainsi que celles de la chaussée
sont supportées par les poutres. Ainsi les entretoises ne reçoivent pas les charges du hourdis et
de la chaussée.
1.2) Sollicitations dues aux surcharges
Les sollicitations les plus contraignantes sont obtenues avec les systèmes Bc, Bt et Mc120,
placés da manière à avoir le cas le plus défavorable.
Le tableau ci-dessous récapitule le calcul de ces sollicitations, dont les détails assez complets
figurent en annexe 6 page 86.
Tableau 11 : Sollicitations dans l'entretoise
Désignation Mt (t.m) Tmax (t)
Charge permanente 0,305 0,531
1.3) Combinaison des charges
A l’ELU nous avons : max [1,35G + 1,60Max (Bc , Bt) ; 1,35G + 1,35Mc120]
A l’ELS nous avons : max [G + 1,2* Max (Bc , Bt); G + Mc120]
On obtient alors : { = , . = ,
= , .
I.2 Calcul des armatures
Les entretoises sont calculées comme des poutres de section en Té.
Les entretoises seront séparées en deux parties :
- Les entretoises travée de rive : ce sont les entretoises qui se trouvent entre la poutre de
rive et poutre intermédiaire adjacente ;
- Les entretoises travée centrale : ce sont les entretoises qui se trouvent entre poutres
intermédiaires successives ;
Les calculs seront effectués à l’ELU : Mu = 124,1 KN.m
Armatures supérieures
Les calculs seront effectués à l’ELU : Mu = 124,1 KN.m
Armatures supérieures
3.2) Armatures de peau
Pour ce type d’armature on prend en général 3 cm²/ml de hauteur d’entretoise.
On a : 1*3 = 3 cm².
On obtient un choix de : 10HA20 soit 31,42 cm²
3.3) Armatures transversales
Le calcul des efforts tranchants en service donne des efforts maximaux au niveau des appuis
et au droit des vérins.
En adoptant un espacement régulier St = 20 cm, on a :
≤ ∗ ∗ ∗ ( − 0,3 ∗ 28 ∗ )
0,9 ∗
Avec la contrainte de cisaillement dans chacune des deux parties de l’entretoise. Détails des
calculs à voir en annexe 6 page 92.
Dressons dans le tableau ci-après les résultats de calcul des armatures de cisaillement dans
l’entretoise :
Entretoise Effort tranchant Epaisseur Contrainte Vérification
De rive 0,2639 0,25 0,93 0,93 < 3
Intermédiaire 0,2639 0,25 0,93 0,93 < 3
CHAPITRE VI : ETUDE DES EQUIPEMENTS
On fait ici une étude succincte des appareils d’appui et du joint de dilatation.
I.1 Appareils d’appui
Les tabliers de pont reposent sur leurs appuis par l’intermédiaire d’appareil d’appui, conçus
pour transmettre les efforts essentiellement verticaux ou accompagnés d’efforts horizontaux.
Ils sont intercalés entre la poutre et le chevêtre.
Il existe essentiellement quatre (04) types d’appareils d’appui qui sont :
Les articulations en béton ;
Les appareils d’appui spéciaux ;
Les appareils d’appui métalliques.
On opte pour les appareils d’appui en élastomère fretté car, en plus de leur coût relativement
modéré par rapport aux appareils à pot, ils ont cette facilité à se déformer vis-à-vis des
sollicitations. Ils reprennent les charges verticales, les charges horizontales et les rotations.
Ces appareils sont constitués de feuilles d’élastomère (marque Néoprène) et de tôles d’acier
jouant le rôle de frettes, la liaison entre les tôles et l’élastomère étant obtenu par vulcanisation.
Il faut quatre appareils d’appui pour chaque culée, et seize (4 x 4 = 16) au niveau des piles, ce
qui fait 24 appareils d’appui, élastomère fretté.
Pour les culées, il est prévu un appui caoutchouteux à plaque de glissement
polytétrafluoréthylène et pour les piles des appuis caoutchouteux à planche. (Bulletin N°4 du
SETRA).
I.2 Joints de chaussée
Pour permettre les phénomènes de retrait et de dilation du pont, on met, à des endroits bien
précis, des éléments transversaux qu’on appelle « joint de chaussée ».
Le choix d’un type de joint de chaussée fait référence à une classification basée sur l’intensité
du trafic, on distingue alors :
- les joints lourds pour les chaussées supportant un trafic journalier supérieur à 3 000
véhicules ;
- les joints semi lourds pour un trafic entre 1 000 et 3 000 véhicules ;
- les joints légers pour un trafic inférieur à 1 000 véhicules.
Dans notre cas, on va utiliser des joints semi lourds car le trafic moyen journalier est compris
entre 1000 et 3000 véhicules.
CHAPITRE VII : ETUDE DES PILES
Dans ce chapitre, nous ferons l’inventaire des charges, ainsi que leurs combinaisons. Ensuite
nous ferons la descente des charges, la vérification des semelles des piles, et en fin, nous
déterminerons le ferraillage de chaque élément constituant une pile.
I.1 Inventaire des charges et des surcharges
1.1) Charges permanentes
Désignations Efforts
Poids du chevêtre 2,5*11,2*2,15*1,00 = 46,23 t
Poids propre des fûts π*0,875² * 5,20*2,5*2 = 62,50 t
Total 1475,54 t
1.2) Surcharges routières
Désignation Efforts
Bc 113,4 t
Mc120 76,45 t
Total 358,824 t
1.3) Charges d’exploitation
A la différence du tablier, les piles sont soumises aux effets du vent. Les calculs et les résultats
qui en découlent sont consignés dans le tableau suivant :
Tableau 15 : Charges d'exploitations sur les piles
Désignation Efforts
Total 2,17 t
1.4) Combinaison des charges
Les combinaisons utilisées sont les mêmes que pour les ouvrages routiers, déjà énoncées plus
haut.
Les combinaisons les plus défavorables aux deux (2) états limites ont donné les résultats
suivants :
Charges perm. Surcharges Charges expl. ELU (t) ELS (t)
1475,54 t 358,824 t 2,17 t 2569,57 t 1908,30 t
I.2 Ferraillage des piles
3.1) Ferraillage du chevêtre
Sollicitations maximales
Le chevêtre se calcul comme une poutre appuyée sur deux appuis. D’après le PP73, lorsque les
piles sont placées au droit des appareils d’appuis, le chevêtre ne supporte son poids propre ainsi
que les efforts de vérinage car les charges du tablier sont transmises directement sur les fûts.
Dans notre projet nous trouvons dans cette configuration.
Tableau 17 : Sollicitations maximales dans le chevêtre
Efforts tranchants max (t) Moments fléchissant max (t.m)
-413,9 413,9 -1,34 392,13
3.2) Section d’aciers
Armatures de flexion Ast
Selon le PP73, Amin = 0,5%B = 107,5 cm²
On obtient un choix de : 22HA25, soit Ast = 108,02 cm²
Armatures transversale At :
At = 23 cm²
I.3 Ferraillage des fûts
Un fût a pour rôle de transmettre aux fondations des efforts horizontaux et verticaux provenant
du tablier. Ceux-ci créent alors un moment à la base du fût. Les calculs seront donc faits en
flexion composée.
Les sollicitations totales défavorables (après combinaison) reprises par chaque fût, et dont les
cheminements de calcul figurent en annexe 7 page 96, sont les suivantes :
Tableau 18 : Sollicitations maximales dans chaque fût
Désignation ELU ELS
Susceptibilité du fût au flambement
Pour éviter tout risque de flambement du fût, il faut que l’élancement λ < 50, λ = lf/i , avec lf
la longueur de flambement et i le rayon de giration.
Après calculs on obtient : = ,
Conclusion : = 8,86 vérifie la condition < 50, il n’y a donc pas de risque de flambement.
On obtient un choix de : 20 cadres + une épingle
HA12
I.4 Etude des fondations des piles
Les fondations constituent la partie basse de lòuvrage qui transmet directement les charges de
ce dernier au sol. Le calcul des fondations se base sur l`évaluation de la capacité portante du
sol.
En prenant en considération les données des essais géotechniques, nous avons opté pour le type
de fondation sur semelles pour les piles de l’ouvrage.
4.1) Ferraillage des semelles sous les piles
Afin de déterminer le ferraillage de la semelle sous pieux, nous utiliserons la méthode dite de
FREMY dont les résultats sont plus proches des observations expérimentales. Pour les détails,

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