PFE Pont encorbellement successif

Universit de Tunis El Manar

Dpartement de Gnie Civil

Projet de fin dtudes

Prsent par

Mohamed Oussama Ghodbane

Pour lobtention du

Diplme National dIngnieur en Gnie Civil

Etude du second pont de Ziguinchor-SENEGAL

Sujet propos par : STUDI

Date de Soutenance : 13 Juin 2012

Devant le Jury :

Prsident : Mme. Sarra ZENZRI

Rapporteur : Mr. Karim MILED

Membre permanent : Mr. Mongi BEN OUEZDOU

Encadreur ENIT : Mr. Mongi BEN OUEZDOU

Encadreur STUDI : Mr. Eymen AWADH

Anne universitaire 2011-2012

Etude du second pont de ZIGUINCHOR-SENEGAL PFE - Juin 2012

M.O.Ghodbane ENIT ii

Remerciements

Je remercie tout dabord DIEU qui ma donn la force et le courage de mener ce

travail son terme.

Je ne saurais rdiger ce prsent rapport sans au pralable adresser mes

remerciements tous ceux qui ont particip de prs ou de loin llaboration de ce

travail.

A toute ma famille pour leur amour et soutien moral tout au long de mon cursus

universitaire.

A mes encadreurs de lENIT Mr. BEN OUEZDOU et de STUDI Mr. AWADH pour

leur soutien et disponibilit.

Ainsi que tout le corps enseignant de lEcole Nationale dIngnieurs de Tunis et

plus particulirement celui du Dpartement de Gnie Civil auxquels nous devons

notre formation.

Mohamed Oussama Ghodbane


M.O.Ghodbane ENIT iii

Sommaire

1. Introduction ....................................................................................................................................................... 10

2. Prsentation du projet ..................................................................................................................................... 10

2.1. Contexte gnral ...................................................................................................................................... 10

2.2. Analyse du site et de son environnement ............................................................................................ 11

2.2.1. Donnes Gographiques ............................................................................................................... 13

2.2.2. Donnes socio-conomiques ........................................................................................................ 13

2.2.3. Donnes environnementales ......................................................................................................... 14

3. Trac routier et amnagements ...................................................................................................................... 14

4. Conception des variantes................................................................................................................................. 18

4.1. Variante 1_Pont construit par encorbellements successifs ............................................................. 18

4.2. Variante 2_Pont haubans ................................................................................................................... 21

4.3. Analyse multicritres et choix de la variante optimale ..................................................................... 27

4.3.1. Rsultat de lanalyse ....................................................................................................................... 27

5. Etude du pont construit par encorbellements successifs .......................................................................... 29

5.1. Conception de louvrage ......................................................................................................................... 29

5.1.1. Conception longitudinale ............................................................................................................. 29

5.1.2. Conception transversale ................................................................................................................ 29

5.1.3. Dcoupage des voussoirs............................................................................................................... 30

5.1.4. Dviateurs et entretoises ............................................................................................................... 31

5.2. Conception du cblage de la prcontrainte longitudinale ............................................................... 32

5.2.1. Cblage de flaux ............................................................................................................................ 32

5.2.2. Cbles de continuit intrieurs .................................................................................................... 33

5.2.3. Cbles de continuit extrieurs .................................................................................................... 33

5.3. Cinmatique de construction ................................................................................................................ 33

5.4. Dimensionnement de louvrage............................................................................................................. 35


M.O.Ghodbane ENIT iv

5.4.1. Hypothses de calcul ..................................................................................................................... 35

5.4.2. Calcul de la prcontrainte de flau et tude de stabilit ......................................................... 40

5.4.2.1. Calcul des efforts ................................................................................................................... 40

5.4.2.2. Calcul de la prcontrainte .................................................................................................... 42

5.4.2.3. Disposition des cbles de prcontrainte ........................................................................... 45

5.4.2.4. Stabilit des flaux ................................................................................................................ 46

5.4.3. Dimensionnement de la prcontrainte intrieure dclisse ..................................................... 55

5.4.3.1. Calcul de la prcontrainte dclisse entre C0 et P1 .......................................................... 55

5.4.3.2. Calcul de la prcontrainte dclisse entre P1 et P2 ........................................................... 57

5.4.4. Dimensionnement de la prcontrainte extrieure .................................................................... 60

5.4.4.1. Calcul des sollicitations........................................................................................................ 61

5.4.4.2. Gomtrie des cbles de continuit extrieure ................................................................. 64

5.4.4.3. Vrification des contraintes normales lELS ................................................................ 65

5.4.4.4. Justification vis--vis des ELU ........................................................................................... 67

5.4.4.5. Justification vis--vis de leffort tranchant ....................................................................... 71

5.4.5. Etude de la flexion transversale et locale ................................................................................... 74

5.4.5.1. Efforts locaux-Diffusion des efforts de prcontrainte ................................................... 76

5.5. Conception et dimensionnement des appuis...................................................................................... 77

5.5.1. Gnralits ....................................................................................................................................... 77

5.5.2. Dimensionnement des appareils dappuis.................................................................................. 78

5.5.3. Conception et calcul des appuis .................................................................................................. 79

5.5.3.1. Conception des appuis ......................................................................................................... 79

5.5.3.2. Calcul des appuis ................................................................................................................... 82

6. Conclusion ......................................................................................................................................................... 83


M.O.Ghodbane ENIT v

Liste des figures

Figure 2-1: Plan de situation [Google Maps] ......................................................................................................... 11

Figure 2-2: Zone Projet [Google earth] ................................................................................................................... 12

Figure 2-3 : Dgradation de l'appui en caisson [7] ................................................................................................ 12

Figure 2-4 : Travaux gotechniques pour le renforcement du pont [7] .............................................................. 13

Figure 3-1 : Profil en travers du pont et quipements [7] ..................................................................................... 15

Figure 3-2: Raccordement routier au droit du pont de Ziguinchor [7] .............................................................. 15

Figure 3-3 : Les variantes de trac en plan [7] ........................................................................................................ 16

Figure 3-4 : Profil en long de la variante 4 du trac en plan [7] .......................................................................... 17

Figure 3-5 : Carrefours amnags au dbut et la fin du projet [7] .................................................................... 18

Figure 4-1: Elments d'un pont haubans [13] ..................................................................................................... 18

Figure 4-2: Pr dimensionnement de la section transversale sur appui et mi trave [1] ................................. 19

Figure 4-3: Caractristiques gomtriques du voussoir sur pile (VSP) et de clavage ........................................ 21

Figure 4-4 : Coupe longitudinale de la variante pont haubans .......................................................................... 21

Figure 4-5: Caisson large hourdis suprieur nervur prcontraint [1] .............................................................. 22

Figure 4-6: Caisson large braconn [1] .................................................................................................................... 22

Figure 4-7: Section transversale du pont haubans ............................................................................................... 23

Figure 4-8: Conception du pont haubans [13] .................................................................................................... 23

Figure 4-9: Pylnes en forme de A (Pont de Normandie, France) [15] ............................................................. 23

Figure 4-10: Catgories de haubans [5] ................................................................................................................... 24

Figure 4-11: Haubans MTP protgs individuellement ou collectivement [5].................................................. 25

Figure 4-12: Coupe transversale d'un hauban multi-fils parallles [5] ................................................................ 25

Figure 4-13: Coupes transversales types d'un cble TMC [5] .............................................................................. 26

Figure 4-14 : Configuration des haubans [13] ....................................................................................................... 27

Figure 4-15 : Poids de chaque critre de dcision .................................................................................................. 28

Figure 4-16: Rsultat de l'analyse multicritre ........................................................................................................ 28


M.O.Ghodbane ENIT vi

Figure 5-1 : Coupe longitudinale de l'ouvrage ........................................................................................................ 29

Figure 5-2: Coffrage d'un VSP (Ouv de franchissement de la rivire Guadiana, Mourao, Portugal) [16] .... 30

Figure 5-3 : Emplacement des dviateurs et entretoises [1] .................................................................................. 32

Figure 5-4: Types de cblages [14] .......................................................................................................................... 32

Figure 5-5 : Emplacement des cbles de continuit intrieurs et bossage d'ancrage [1] .................................... 33

Figure 5-6 : Appuis et portes ................................................................................................................................... 33

Figure 5-7: Etapes de construction [19] .................................................................................................................. 34

Figure 5-8 : Dtail du gousset suprieur .................................................................................................................. 45

Figure 5-9 : Trac peign des cbles de flaux ........................................................................................................ 45

Figure 5-10: Voussoirs sur pile avec ces cbles de clouage [1] ............................................................................. 46

Figure 5-11: Haubanage provisoire durant la construction du flau (Pont de Millau, France) [20] .............. 47

Figure 5-12: Clavage d'une trave arrire avec contre poids et sur encorbellement [1] ..................................... 47

Figure 5-13: Effort prendre en considration en situation normale [8] ........................................................... 49

Figure 5-14: Efforts considrer en situation accidentelle [8] ............................................................................. 50

Figure 5-15: Gomtrie du systme de clouage [1] ................................................................................................ 51

Figure 5-16: Efforts dans les cbles et raction d'appui [1] .................................................................................. 51

Figure 5-17: Basculement du flau avec surtension des cbles [1] ....................................................................... 52

Figure 5-18 : Diagramme du moment flchissant d la charge Q..................................................................... 56

Figure 5-19 : Coupe transversale au droit du voussoir de clavage entre C0 et P1 ............................................... 57

Figure 5-20 : Moment sur appui du l'quipage mobile et le voussoir de clavage entre P1 et P2.................... 58

Figure 5-21 : Diagramme de moment flchissant du la combinaison de F et P .............................................. 59

Figure 5-22 : Diagramme de moment du au gradient thermique T=12C ..................................................... 59

Figure 5-23 : Garde corps de type S8 [18] ............................................................................................................. 62

Figure 5-24 : Elments de superstructure ................................................................................................................ 62

Figure 5-25 : Cblages de prcontraint extrieur sur appui................................................................................... 64

Figure 5-26 : Cblage de prcontraint au niveau de la section de clavage ........................................................... 65

Figure 5-27 : Coupe en lvation du cblage .......................................................................................................... 65

Figure 5-28 : Contraintes admissibles de traction et de compression en phase dexploitation [6] .................. 66

Figure 5-29 : Courbe d'interaction effort normal moment flchissant [6] ......................................................... 68


M.O.Ghodbane ENIT vii

Figure 5-30 : Diagramme limite de dformation d'une section et les contraintes correspondantes [6] .......... 70

Figure 5-31 : Plan de ferraillage du tablier sur appui et au niveau de clavage .................................................... 76

Figure 5-32 : Bossage des cbles intrieurs [1]........................................................................................................ 76

Figure 5-33 : Aciers du bossage infrieur [1] .......................................................................................................... 77

Figure 5-34 : Disposition de l'appareil d'appui (Echangeur ESSALAMA RN9, Tunis)................................. 78

Figure 5-35 : Pose de l'appareil d'appuis et acier de frettage (Echangeur ESSALAMA RN9, Tunis) .......... 78

Figure 5-36 : Conception de tte de pile ................................................................................................................. 79

Figure 5-37 : Coffrage grimpant [17] ...................................................................................................................... 81

Figure 5-38 : Coupe schmatique d'un coffrage glissant [12] .............................................................................. 82


M.O.Ghodbane ENIT viii

Liste des tableaux

Tableau 3-1 : Valeurs des PHEC [7] .................................................................................................................... 17

Tableau 5-1 : Cinmatique de construction ......................................................................................................... 34

Tableau 5-2 : Moments dus aux diffrents chargements au niveau de l'appui.............................................. 43

Tableau 5-3 : Calcul des sollicitations appliques sur le flau ......................................................................... 50

Tableau 5-4: Calcul du nombre de cbles de clouage ........................................................................................ 53

Tableau 5-5 : Calcul de la section des cales ......................................................................................................... 54

Tableau 5-6 : Calcul des efforts intrieurs dus la superstructure .................................................................. 63

Tableau 5-7 : Sollicitations Maximales au droit des sections sur appui P2 et mi trave P1 P2 ................... 63

Tableau 5-8 : Moment du la prcontrainte Pm ................................................................................................. 64

Tableau 5-9 : Coefficients de majoration des charges ....................................................................................... 65

Tableau 5-10 : Contraintes normales limites en compression ......................................................................... 67

Tableau 5-11 : Valeurs des moments flchissant en t.m sous les diffrentes combinaisons ...................... 67

Tableau 5-12 : Vrification des contraintes normales de compression et de traction en MPa ................. 67

Tableau 5-13 : Sollicitations de calcul l'ELU au droit des 02 sections de calcul ..................................... 68

Tableau 5-14 : Dtermination des armatures passives ....................................................................................... 69

Tableau 5-15 : Vrification l'ELU ..................................................................................................................... 70

Tableau 5-16 : Effort tranchant calcul au niveau de l'appui P2 ..................................................................... 71

Tableau 5-17 : Ferraillages de la section transversale sur appui et mi trave ............................................. 75


M.O.Ghodbane ENIT ix

Annexes

Annexe 1 : Analyse multicritre et choix de la variante de franchissement

Annexe 2 : Conception et caractristiques de la section transversale

Annexe 3 : Dimensionnement de la prcontrainte de flau

Annexe 4 : Dimensionnement de la prcontrainte extrieure

Annexe 5 : Etude de la flexion transversale et locale

Annexe 6 : Conception et dimensionnement des appuis


M.O.Ghodbane ENIT 10

1.Introduction

Le dveloppement conomique dune rgion ncessite la mise en place dun rseau routier permettant

le dsenclavement1 de la rgion et de la doter dun atout majeur pour attirer les investissements.

Le projet objet de ltude sintgre dans ce contexte, cest un ouvrage dart qui se situe sur un axe

routier qui joint la rgion de Ziguinchor au capital du Sngal, Dakar do limportance de limpact de

ce projet sur la population et lconomie de la rgion.

Comme il a t dit prcdemment, ce rapport traitera ltude dun projet douvrage dart Second

pont de Ziguinchor-Sngal . Diverses parties vont tre abordes ; on commencera par prsenter des

variantes de franchissement puis lanalyse multicritre entre des alternatives proposes et la partie la

plus importante du rapport qui est la conception et le dimensionnement de la variante de

franchissement retenue. On utilisera cet effet le logiciel CSI Bridge pour la modlisation et le

calcul de louvrage.

2.Prsentation du projet

2.1.Contexte gnral

Le contexte du projet sintgre dans la politique du Sngal dsenclaver la Casamance et les rgions

proximit travers la rhabilitation et la reconstruction de plusieurs axes routiers. De ce fait, le maitre

douvrage l Agence des Travaux et de Gestion des Routes (AGEROUTE Sngal) lance un

projet qui consiste ltude de 3 ouvrages dart se situant sur les axes routiers RN4 et RN5 qui sont

le second pont de Ziguinchor, le Pont de Baila et le Pont de Diouloulou. Le financement de ce projet

est assur par lUnion Economique et Montaire Ouest Africaine (UMEOA) et sinscrit dans le cadre

du fond daide lintgration rgionale. En effet, les ouvrages objet de ltude se situe sur deux routes

nationales (RN 4 et 5) permettant de traverser le Sngal jusqu la Guine Bissau.

Les ponts objet de ltude sont situs dans la commune de Ziguinchor pour le pont dEmile

BADIANE, dans la commune de Bignone pour le pont de Bala ( 53km de Ziguinchor ville) et dans

la commune de Diouloulou pour le pont Diouloulou ( 85km de Ziguinchor ville).

1 Dsenclaver : dgager ce qui est isol



Lobjet de mon projet de fin dtude PFE est la conception et le dimensionnement du second pont de

Ziguinchor (Figure 2-1).

Tout ce qui sera trait dans ce rapport concernera ce projet.

2.2.Analyse du site et de son environnement

Le second pont de Ziguinchor (pont dEmile Badiane) objet de ce rapport constitue un point capital

pour la ville de Ziguinchor puisque il reprsente le seul accs la ville pour limportant flux venant du

nord.

Figure 2-1: Plan de situation [Google Maps]



Ce pont a t construit vers les annes 70, des campagnes dauscultation et de diagnostic menes en

2001 et 2005 ont montres une trs grande dgradation de louvrage au niveau des lments en

contact avec leau. Ceci est d la forte augmentation de la salinit du fleuve de la Casamance surtout

que les matriaux utiliss pour la ralisation de louvrage existant sont plus adapts un milieu doux.

Des travaux de restauration et de confortement sont dj lancs.

Figure 2-2: Zone Projet [Google earth]

Figure 2-3 : Dgradation de l'appui en caisson [7]



2.2.1.Donnes Gographiques

Ziguinchor est une rgion du sud de Sngal, elle couvre une superficie de 7339 km2. Les frontires de

cette rgion sont respectivement par le :

Nord : la Rpublique de Gambie ;

Est : la Rgion de Kolda ;

Sud : la Rpublique de Guine Bissau ;

Ouest : lOcan Atlantique.

2.2.2.Donnes socio-conomiques

La rgion de Ziguinchor est divise en 3 dpartements : Bignoma, Oussouye et Ziguinchor. Elle est

dune grande diversit ethnique dont Diola lethnie dominante. La religion la plus pratique dans la

rgion est lIslam avec 74,48% de la population vient ensuite les catholiques.

Lconomie de sa part repose principalement sur lagriculture et la pche avec un dveloppement de la

vocation touristique de la commune de Ziguinchor. Cette conomie est soutenue par un rseau

dinfrastructures et de transport ; en effet la rgion dispose de 3 types de transport :

Transport maritime : le plus important de la rgion ; ce secteur constitue un maillon important

dans lconomie rgional et un facteur de lutte contre la pauvret. Le trafic repose sur le transport

de marchandises (produits agricoles, forestiers et halieutiques) et des passagers. En 2004, 88

navires ont t enregistrs.

Figure 2-4 : Travaux gotechniques pour le renforcement du pont [7]



Transport arien : la forte vocation touristique de la rgion a permis la construction dun second

aroport au Cap-Skirring. Lessentiel des passagers sont des touristes avec une certaine clientle

local.

Transport terrestre : le rseau routier est long de plus de 1000 km et compos de :

192 km de routes nationales entirement bitumes ;

128 km de routes rgionales dont 71 km bitums ;

514,7 km de routes dpartementales dont 44,2 km bitums ;

16 km de voiries municipales entirement bitumes.

2.2.3.Donnes environnementales

La ville de Ziguinchor est trs riche en biodiversit, en effet 16% de la rserve forestire du pays se

localise dans la rgion de Ziguinchor. Certains tronons du trac routier passeront par des zones

forestires ce qui nous conduit prendre des mesures dattnuation des impacts sur lenvironnement.

3.Trac routier et amnagements

On prsentera dans cette partie les diffrents amnagements routiers prsents par le bureau dtudes.

Les normes et les rgles techniques qui ont t adopt pour la conception de la route sont :

ICTA VRU : Instructions sur les conditions Techniques damnagement des Voies Rapides

Urbaines CETUR

Voirie Urbaine : Guide gnral de la Voirie Urbaine Conception, Amnagement, Exploitation

CETUR

CG : Carrefours Giratoires les Carrefours plans sur Routes Interurbaines SETRA

Ayant dfini les normes de rfrence auxquelles on se rfrera ; on commence par dfinir la gomtrie

transversale dune section courante de la route qui est conditionne par lintensit du trafic sur laxe

tudi. Une tude du trafic est ncessaire ce stade de conception. On note que le dbit de saturation

dune voie est de lordre de 2000 uvp2. Ltude a men une section de 2x2 voies. On dfinit par la

suite le type de laxe routier qui est pour ce projet une voie rapide urbaine caractristiques non

autoroutires de type U80 assurant un bon niveau de confort aux vhicules circulant 80 km/h.

Cette catgorie de voies urbaines satisfait les objectifs suivants :

Relations fonctionnelles avec un site trs urbanis ; 2uvp : Units de Vhicules Particulires



Trafic dchanges et local important ;

Points dchanges frquents assurant une bonne intgration de la zone traverse ;

Intgration ventuelle de contre alles et damnagements pour pitons ou deux roues.

A ce stade dtude les profils en travers type proposs par le bureau dtudes sont prsents ci-dessous.

La figure 3-1 traduit le profil de raccordement routier avec le profil sur le pont. Le profil est constitu

de 2x2 voies, 01 terre plein central, 02 terres plein latrales, 02 pistes cyclables et 02 trottoirs. Le

profil de louvrage (figure 3-2) prsente de plus la conception transversale de la chausse, les diffrents

quipements du pont tel que : DBA, GBA, les trottoirs, les corniches, les gardes corps S8 et finalement

les lampadaires.

Figure 3-2: Raccordement routier au droit du pont de Ziguinchor [7]

Figure 3-1 : Profil en travers du pont et quipements [7]



Concernant le trac en plan ; quatre variantes ont t proposes par le bureau dtudes pour le

franchissement du fleuve de la Casamance. (Figure 3-3)

Une tude multicritres a men le concepteur choisir la 1re variante damnagement (trac du cot

N-E de louvrage actuel. On se proposera dans ce rapport dtudier le projet par rapport une autre

variante (variante 4) du trac et ceci pour diverses raisons qui sont :

En premier lieu, pargner le maitre douvrage de lancer dautres tudes concernant la

rhabilitation du pont de Tobor (situ au nord du pont de Ziguinchor).

En second lieu, permettre une bonne exploitation du fleuve de Casamance surtout pour le

transport fluvial qui constitue une alternative pour le dveloppement de lconomie de toute la

rgion de Ziguinchor puisque la variante 4 ncessite un tirant dair de 20,5 m permettant le passage

des navires de transport de marchandises et de personnes.

Le profil en long prsente une dclivit de 5% au niveau des deux rampes daccs et un tirant dair de

20,5 m pour assurer une scurit lors de passage des navires sous louvrage. La voie navigable est

grande gabarit (catgorie A) ; elle prsente un rectangle de navigabilit de 20,5 m avec une ouverture

de 70 m. Le calage du pont est dtermin par la navigabilit que par les niveaux des Plus Hautes Eaux

Connus. En effet, ltude hydraulique et hydrologique mene par le bureau dtudes donner dans le

Figure 3-3 : Les variantes de trac en plan [7]



tableau 3-1 les valeurs des Plus Hautes Eaux Connues (PHEC) pour des priodes de retour de 100 et

200 ans.

Tableau 3-1 : Valeurs des PHEC [7]

T (ans) Cotes probables

(cm) Borne Inf (cm) Borne Sup (cm)

100 ans 234,9 208,0 279,8

200 ans 247,2 217,60 297,2

Le dernier point tudier concerne lamnagement des carrefours plans, ces amnagements ont une

importance capitale pour les routes situes en milieu urbain ; Ils doivent permettre un coulement des

dbits de circulation dans des conditions normales de scurit. Les donnes principales considrer en

vue de lamnagement des carrefours sont :

La fonction de litinraire et la nature du trafic qui lemprunte ;

Lintensit des diffrents courants ;

Les vitesses dapproche pratiques ;

Les conditions de visibilit en plan et en profil en long.

De plus certains points doivent tre pris en considration qui sont la circulation pitonnire,

limplantation des panneaux de signalisation et le marquage au sol.

Figure 3-4 : Profil en long de la variante 4 du trac en plan [7]



4.Conception des variantes

On se proposera de prsenter deux variantes de franchissement :

La premire variante est un pont construit par encorbellements successifs dont la porte

principale est de 110 m

La 2me est un pont haubans de porte principale de 300 m ; les lments dun pont

haubans sont les pylnes, les haubans et le tablier.

Une tude multicritres permettra de choisir la variante la plus optimale qui sera retenue dans la

suite de ltude.

4.1.Variante 1_Pont construit par encorbellements successifs

Louvrage consiste en un ensemble de 11 traves dont 09 traves intermdiaires de 110 m et 02 de

rive faisant 66 m de portes totalisant ainsi une ouverture de louvrage de 1122 m. Ce choix est

motiv par le fait davoir des traves identiques permet de faciliter lexcution. En effet, on obtient

Figure 4-1: Elments d'un pont haubans [13]

Figure 3-5 : Carrefours amnags au dbut et la fin du projet [7]



des flaux tous identiques ce qui simplifie la conception des matriels de pose ou de btonnage et

amliore les rendements.

La section transversale est de largeur 26 m, elle est forme par deux caissons monocellulaires de

largeur chacun 13 m et spars par un joint de dilatation. La hauteur du tablier est variable.

Rgles de pr dimensionnement

On commence en premier lieu par dterminer les paisseurs du tablier en caisson au niveau du

voussoir sur pile (VSP) et du voussoir de clavage respectivement hp et hc.

La porte l = 110 m

Do

hp = 6,6 m

hc = 2,8 m

Lpaisseur des mes Ea ; la rsistance leffort tranchant impose une paisseur minimale de

lme gale

Do

Ea = 0,5 m

4

10045,016

l

h

l

p

3

3100

2,0

50

5,72216,0

l

ll

h

l

c

50026,0 lEa

Figure 4-2: Pr dimensionnement de la section transversale sur appui et mi trave [1]



Nanmoins il faut vrifier (condition denrobage et du bon btonnage) que :

Avec V = 7 cm

Lpaisseur de lhourdis suprieure au niveau de lextrmit e1 ; dpend du systme de retenue :

16 18 cm en cas de garde de corps ;

23 cm en cas de barrire normale BN1 ;

24 cm en cas de barrire normale BN4.

Dans le cadre du projet, le systme de retenue fix par le maitre douvrage est de type garde corps S8

donc

e1 = 18 cm

Lpaisseur de lhourdis infrieur

Elle est maximale en appui (Ep) et minimale au milieu de la trave (Ec). En effet, au niveau de la partie

centrale, lpaisseur doit tre minimale le plus possible pour diminuer le poids propre du caisson ceci

dit elle doit rsister aux efforts de flexion transversale. Concernant lpaisseur de lhourdis sur appui,

elle est maximale vu la limitation en tat limite de service de la compression au niveau de la fibre

infrieure.

Do

Ep = 0,5 m

Ec = 0,25 m

C = 0,25 x B

C = 3,25 m

Les paisseurs e2, e3 et e4

Ce8

1

7

12

251,03

De

35254

D

De

deVEa 22

e2 = 0,45 m

e4 = 0,25 m

e3 = 0,36 m



4.2.Variante 2_Pont haubans

Les ponts haubans connaissent un grand dveloppement de nos jours, des tudes montrent quon

puisse atteindre des portes de 1500 m dans un proche avenir. Ces ouvrages prsentent une facilit de

ralisation puisque ils sont autoportants durant les diffrentes tapes de construction. Le tablier peut

tre construit soit par encorbellement soit sur un chafaudage au sol au niveau des traves de rive si

louvrage est proximit du sol.

Louvrage est form de 05 traves dont 03 traves principales de porte 300 m et 02 de rive faisant

105 m de porte totalisant une ouverture de 1110 m. Vue la largeur importante du tablier (26 m) et

pour minimiser les problmes de torsion dus aux charges dissymtriques on optera pour une

suspension latrale.

Figure 4-3: Caractristiques gomtriques du voussoir sur pile (VSP) et de clavage

Figure 4-4 : Coupe longitudinale de la variante pont haubans



Pr dimensionnement du tablier

Concernant la section transversale du tablier, elle a une hauteur constante h gale 2,5 m.

Les lancements

Conception ancienne ; tablier rigide

Nouvelle conception ; tablier souple

La hauteur du tablier est dtermine partir des lancements voqus ci-dessus en respectant

certaines hauteurs minimales tel que :

Dalles 0,8 m ;

Bipoutre mixte 1,8 m ;

Caisson 2,5 m.

Plusieurs variantes sont envisageables tel que le caisson bracons en bton ou mtallique, le caisson

large avec un hourdis suprieur nervur et prcontraint transversalement soit le caisson 2 mes

intermdiaires parallles.

Figure 4-5: Caisson large hourdis suprieur nervur prcontraint [1]

Figure 4-6: Caisson large braconn [1]

10050llh

500lh



La solution la plus optimale serait un caisson deux mes intermdiaires parallles vu la simplicit

dexcution et le cot relativement faible par rapport aux autres propositions o un soin particulier

doit tre pris en compte dans la ralisation des bracons ou dans la mise en place de la prcontrainte

transversale dans le cas de la section hourdis suprieur nervur.

Concernant la hauteur des pylnes et la longueur de la trave de rive, des grandeurs de pr

dimensionnement sont proposs (Figure 4-7).

Les pylnes ont la forme dun A et une hauteur de 60 m

partir du nu suprieur du tablier.

Figure 4-7: Section transversale du pont haubans

Figure 4-8: Conception du pont haubans [13]

Figure 4-9: Pylnes en forme de A (Pont de Normandie, France) [15]



Cblage des haubans

Selon les Recommandations de la Commission Interministrielle de la Prcontrainte du SETRA [5],

les catgories des haubans sont dfinies selon les armatures lmentaires utilises (fils ou torons) ainsi

que les principes de protection des haubans contre la corrosion.

Larticle 9 du prcdent document dcrit en dtail les caractristiques des diffrentes catgories de

haubans ainsi que leur protection. On prsentera brivement dans la suite ces caractristiques.

MTP : les haubans sont constitus de torons parallles ancrs individuellement ; ils peuvent tre

protg individuellement ou collectivement par un dpt mtallique et une gaine injecte. Les

torons sont conformes la norme NF A 35-035 (rvision 2000) agres par la CIP3. Les torons

ont :

diamtre nominal T15,2 ou T15,7 ;

classe de rsistance frg 1770 ou 1860 MPa ;

module dlasticit du faisceau de torons de lordre de 190 GPa 5% ;

allongement relatif sous charge maximale Agt suprieur ou gal 3,5% ;

gaine danticorrosion en polythylne haute densit (PEHD).

3 CIP : Commission Interministrielle de la Prcontrainte

Figure 4-10: Catgories de haubans [5]



MFP : les armatures des haubans sont des fils revtus lisses. Ils ont les caractristiques

suivantes :

diamtre nominal 7 mm ;

classe de rsistance frg 1670 ou 1770 MPa ;

module dlasticit de faisceau de fil de 7 mm de lordre de 200 GPa 5%.

TMC : les haubans torons multicouches sont constitus dun ou plusieurs cbles mono torons.

Le cble mono toron est constitu de fils lmentaires enrouls en hlice autour dun fil dme en

plusieurs couches successives. Un cble TMC a un diamtre extrieur qui varie de 20 150 mm

selon le projet. Les caractristiques des fils lmentaires ronds et profils des haubans TMC sont :

Figure 4-11: Haubans MTP protgs individuellement ou collectivement [5]

Figure 4-12: Coupe transversale d'un hauban multi-fils parallles [5]



Un diamtre nominal des fils ronds ou hauteur nominale des fils profils comprise entre 2 et

8 mm ;

Un revtement de protection par un dpt mtallique de Zinc ou dun alliage Zinc

Aluminium de classe A ;

Classe de rsistance frg des fils 1570, 1670, 1770 ou 1860 MPa ;

Allongement relatifs total aprs rupture suprieur 4%.

Lancrage des cbles des haubans se fait dans les deux sens c'est--dire lancrage cble-tablier et cble-

pylne. Pour les grands ouvrages lancrage est toujours fixe en comparaison avec les ancrages rglables

pour les petits ouvrages.

En ce qui concerne la configuration de haubans plusieurs conceptions se prsentent tels que les

haubans en harpe ou en ventail (Voir figure 4-14). On propose la conception en harpe, elle permet

par rapport aux autres configurations une bonne rpartition du poids du tablier entre les haubans.

Figure 4-13: Coupes transversales types d'un cble TMC [5]



Enfin, lespacement entre les haubans dpend de la nature du tablier en bton, mtallique ou mixte.

Lespacement est de

8 12 m pour tablier en bton ;

15 m tablier mixte ;

20 m tablier mtallique.

4.3.Analyse multicritres et choix de la variante optimale

La partie suivante reprsente la phase la plus importante dans ltude dun projet l o le concepteur

doit choisir la variante qui respecte le plus les critres de dcision quil a dfini au pralable. De ce fait,

le concepteur doit se munir dun outil daide la dcision multicritres qui laidera trouver la

solution optimale. Plusieurs mthodes se prsentent, nous avons choisi dans ce rapport dutiliser la

mthode AHP (Analytic Hierarchy Process) vue sa simplicit et surtout la disponibilit dun moyen

informatique qui est le logiciel Expert Choice bas sur cette mthode.

Tous les dtails (Prsentation de la mthode, Critres de dcision et lAnalyse) de ce

paragraphe sont dvelopps dans lannexe 1

Les alternatives de franchissement sont :

Pont construit par encorbellements successifs de porte principale 110 m ;

Pont haubans de porte centrale 300 m.

4.3.1.Rsultat de lanalyse

Ltablissement de la matrice de comparaison binaire entre les critres et le calcul des jugements a

donn le rsultat suivant :

Figure 4-14 : Configuration des haubans [13]



On constate partir de cet histogramme quon a donn un poids important au critre technique par

rapport aux autres, le critre impact sur lenvironnement est lui aussi important vu les qualits

environnementales du site du projet. Lanalyse conduit par le logiciel fournie le rsultat suivant

(Figure 4-15).

On constate de cette analyse que les pourcentages pour les 02 alternatives proposes sont proches

(encorbellement 51,1% ; pont haubans 48,9%) ; ceci dit on choisira la variante encorbellement pour

les raisons suivantes :

Figure 4-16: Rsultat de l'analyse multicritre

Figure 4-15 : Poids de chaque critre de dcision



En premier lieu le facteur entretien, un ouvrage de lampleur dun pont haubans ncessite des

fonds dinvestissement important de mme que le cot dentretien annuel et surtout la prsence

dentreprise et de main duvre qualifies pouvant effectuer dans les rgles de lart les opration

dentretien et dans le cas extrme dventuel rparation.

En second lieu, il est de bon usage pour le maitre douvrage AGEROUTE de faire participer les

entreprises locales dans ce projet surtout pour favoriser la concurrence cependant les ponts

haubans ncessite certains quipements et un savoir faire dont mon avis les entreprises locales

nen disposent pas.

On sintressera dans ce qui suit ltude dtaill de la variante Pont construit

par encorbellements successifs de porte principale 110 m

5.Etude du pont construit par encorbellements successifs

5.1.Conception de louvrage

5.1.1. Conception longitudinale

Comme il a t voqu prcdemment, louvrage faisant sujet dtude est constitu de 09 traves

intermdiaires de porte 110 m et 02 de rive de 66 m. Louvrage est simplement appuy au niveau des

appuis. La hauteur du tablier est variable (variation parabolique) ; elle passe de 6,6 m sur appui

jusqu 2,8 m au niveau du voussoir de clavage.

5.1.2.Conception transversale

Vue la largeur importante de louvrage et la variation de la hauteur du tablier, la solution la plus

conomique et techniquement envisageable cest davoir un tablier deux caissons monocellulaires

faisant chacun 13 m de large et sparer par un joint de dilatation. Ceci permettra dune part de rduire

Figure 5-1 : Coupe longitudinale de l'ouvrage



considrablement les phnomnes de retrait du bton, et dautre part de faciliter considrablement

lexcution. Les dtails de la section transversale sont prsents dans lAnnexe 2.

5.1.3.Dcoupage des voussoirs

Le dcoupage des voussoirs est rgi par plusieurs paramtres qui sont essentiellement le mode de

construction que ce soit par prfabrication ou coul sur place. Et peut tre influenc dans certains cas

par des motifs architecturaux tels que la rpartition uniforme des nervures transversales et des bracons

ou aussi des lments de corniches et des BN4. On distingue principalement 3 types de voussoirs qui

sont :

1) Voussoirs sur pile

Ce type dlment peut tre coul sur place ou

prfabriqu. Dans le cas o le voussoir est coul

sur place, il est construit laide de coffrages

spcifiques. Ces voussoirs sont excuts en 02

tapes ; la premire consiste raliser lhourdis

infrieur, les goussets et les pieds dmes et la

deuxime reprsente le reste de la section plus

lentretoise.

Les VSP4 doivent mesurs au moins 8 m pour pouvoir supporter les deux quipages mobiles. Dans le

cas o le voussoir est prfabriqu, il est impossible vu son volume important de le dplacer avec des

engins de transport et de pose de voussoirs et donc il est gnralement dcoup en 02 03 parties

assembls par prcontrainte.

2) Voussoir de clavage

Ces voussoirs sont raliss laide des quipages mobiles, ils sont excuts en une seule phase. Une

intention particulire doit tre porte sur lheure de btonnage afin dviter que des effets thermiques

ne se manifestent entre le moment de prise du bton et la mise en tension des premiers cbles

dclisses. Comme les VSP, la longueur des voussoirs de clavage dpend de la technique mise en

uvre. Lorsquils sont couls sur place, leur longueur est infrieure celle des voussoirs courants.

4 VSP : Voussoir sur pile

Figure 5-2: Coffrage d'un VSP (Ouv de franchissement de la rivire Guadiana, Mourao, Portugal) [16]



La longueur minimale tant de 2 m ; le voussoir doit tre assez large pour pouvoir dmonter le

coffrage intrieur de lquipage et de lvacuer. En ce qui concerne les voussoirs prfabriqus, leur

longueur ne dpassant pas 15 20 cm.

3) Voussoir courant

Les voussoirs courants constituent la partie essentielle du flau. La longueur dun voussoir courant

varie de 2,5 4 m et peut atteindre 5 m. Deux techniques de ralisation sont envisageables ; soit

couls sur place laide dquipages mobiles et pour cela on doit tenir compte du temps de btonnage

et de rduire le nombre de voussoirs, soit prfabriqus et on doit considrer dans ce cas la limitation

du poids de ces voussoirs puisque leur mise en place ncessite lemploi dengins spcifiques qui ont

une capacit limite.

Il est dusage quen phase davant projet, le nombre de voussoirs dpends du nombre de cbles de

flaux dimensionn par le calcul. En effet, il est frquent pour les ouvrages de grande porte et largeur

dancrer 02 paires de cble par voussoir.

On choisira dans le cadre de ce projet une longueur de 4 m, cependant il se peut quon phase

dexcution cette valeur change en dpit des quipages mobiles mis en uvre par lentreprise

dexcution.

Dcoupage des voussoirs Voir Annexe 2 Tableau 4

5.1.4.Dviateurs et entretoises

Outre lments indispensables sont considrer lintrieur des voussoirs qui sont les dviateurs et les

entretoises.

Les entretoises sont des lments conus au niveau des appuis (piles (VSP) et cules). Ils ont

pour rle de support dancrage pour les cbles de prcontrainte extrieure et de la diffusion de leurs

efforts. Et en second lieu la transmission de la composante verticale des cbles de prcontrainte

extrieure dvis au niveau du VSP et du flux de cisaillement des mes et de lhourdis dus aux

efforts tranchants et la torsion du tablier aux appareils dappuis et piles.

Les dviateurs sont disposs au niveau des traves centrales pour assurer la dviation du trac

des cbles de prcontraintes extrieures. La distance entre les axes des dviateurs et des appuis est

de lordre de L/3 L/4.



5.2.Conception du cblage de la prcontrainte longitudinale

Dans lancienne conception de la prcontrainte, tous les cbles taient lintrieure du bton. De nos

jours, une technique nouvelle est apparue celle de la prcontrainte mixte o les cbles sont logs

lintrieur et lextrieur du bton. Et donc, on obtient ainsi 03 types de prcontrainte ayant chacun

un rle prcis qui sont les cbles de flaux et dclisses qui sont lintrieur du bton et les cbles

extrieurs au bton.

5.2.1.Cblage de flaux

Les cbles de flaux ont principalement deux rles :

En phase de construction, afin dassembler les voussoirs et reprendre les moments ngatifs dus

au poids propre des flaux et aux charges de chantier.

En service, ces cbles participent avec les cbles de continuit extrieure la reprise des

moments ngatifs dus aux charges permanentes et dexploitation.

Ces cbles sont logs au niveau des goussets de la fibre suprieure afin de sopposer efficacement aux

moments ngatifs. Ils subissent des dviations verticales lors de leur ancrage et des dviations

horizontales, seulement ils doivent tre rectilignes dans la traverse des joints.

Figure 5-3 : Emplacement des dviateurs et entretoises [1]

Figure 5-4: Types de cblages [14]



5.2.2.Cbles de continuit intrieurs

Les cbles de continuit intrieurs ou cbles dclisses ont pour rle

de reprendre les moments positifs, ils sont placs au niveau de la

partie centrale des traves courantes et dans les extrmits des traves

de rive. Ils se situent dans les goussets infrieurs et sont ancrs dans

des bossages infrieurs entre lme et lhourdis infrieur. Le

dimensionnement des ces cbles doit prendre en considration le

phnomne de retrait aprs clavage et les effets thermiques.

5.2.3.Cbles de continuit extrieurs

Les cbles de prcontrainte extrieures ont pour rle de reprendre les surcharges dexploitation et de

superstructures. Ils sont dimensionns lELS et doivent respecter :

Les contraintes de cisaillement admissibles en rduisant l'effort tranchant

Les contraintes normales admissibles

Les cbles sont dvis par les entretoises sur piles et par des entretoises intermdiaires (dviateurs) en

trave, ce qui conduit un trac polygonal, rectiligne par tronons.

5.3.Cinmatique de construction

Dans ce paragraphe, on prsentera les tapes de construction de louvrage puisque ces tapes

conditionnent le calcul des cbles de prcontraintes par la suite. Rappelons que louvrage est form de

11 traves (09 centrales et 02 de rive) ainsi on dispose de 12 appuis dont 02 cules et 10 appuis

intermdiaires.

Figure 5-6 : Appuis et portes

Figure 5-5 : Emplacement des cbles de continuit intrieurs et bossage d'ancrage [1]



Tableau 5-1 : Cinmatique de construction

Phasage Tches raliser

1 Construction du flau sur P1

2 Construction de la partie coule sur cintre prs de C0

3 Clavage C0 P1


5 Construction de la partie coule sur cintre prs de C1

6 Clavage C1 P10 ; mise en tension des cbles dclisses


8 Clavage P1 P2 ; mise en tension des cbles dclisses
















24 Mise en tension des cbles extrieurs

Figure 5-7: Etapes de construction [19]



5.4.Dimensionnement de louvrage

Aprs ltape de conception de la variante de franchissement retenue, on passe au dimensionnement de

louvrage. Cette tape consiste dimensionner les diffrents lments de louvrage (tablier et appuis) et

faire les vrifications ncessaires en appliquant les rglements en vigueur BAEL ainsi que BPEL 91

modifi 99. En utilisera dans cette partie galement un outil informatique permettant la modlisation

de louvrage et faciliter la dtermination des sollicitations surtout que la majorit des calculs sont

mens en hyperstaticit.

5.4.1.Hypothses de calcul

Lobjet de ce paragraphe est de prsenter les hypothses des diffrentes caractristiques des matriaux

qui vont tre employ dans le cadre du projet ainsi que les rglements utiliser pour dimensionner

louvrage.

Le projet est tabli sur la base des rglements et documents gnraux suivants :

Fascicule 61 titre II du C.C.T.G. annex la circulaire n71-155 du 29 Dcembre 71 :

Conception, calcul et preuves des ouvrages d'art

Fascicule 62 titre I Section I : Rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages en

bton arm suivant la mthode des tats limites, BAEL 91 modifi 99

Fascicule 62 titre I Section II : Rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages en

bton prcontraint suivant la mthode des tats limites, BPEL 91 modifi 99

Bulletin technique n4, dition 1974, Setra, Appareils dappui en lastomre frett

Les caractristiques des matriaux pour les diffrents lments structuraux sont :

Voussoirs en bton prcontraint

Dosage 450 Kg/m3

fc28 = 45 MPa

ftj = 3,3 MPa

Ei = 39125 MPa

Ev = 13160 MPa

Enrobage des aciers : 4 cm

Hourdis : Enrobage des aciers suprieur = 3 cm ; infrieur = 3 cm

La fissuration est considre prjudiciable



Appuis (piles et cules)

Dosage 350 Kg/m3

fc28 = 25 MPa

ftj = 2,1 MPa

Ei = 32164 MPa

Ev = 10819 MPa


La fissuration est considre trs prjudiciable

Semelles

Dosage 350 Kg/m3

fc28 = 25 MPa

ftj = 2,1 MPa

Ei = 32164 MPa

Ev = 10819 MPa


La fissuration est trs prjudiciable, la contrainte de traction est limite 167 MPa

Les pieux

Bton dos 400 Kg de ciment

fc28 = 25 MPa

ftj = 2,1 MPa

fclim = 25 MPa

fc : rsistance conventionnelle du bton

k1 = 1,2 : coefficient qui tient compte du mode de mise en place dans le sol ainsi que des variations

possible de sections

k2 = 1,05 : coefficient qui tient compte des difficults de btonnage lies la gomtrie de

fondation

Ev = 9926 MPa

Ei = 29779 MPa

21

lim28,,inf

kk

ffff

cccj

c




Contrainte limite de compression du bton lELS :

Avec

fc28 : rsistance caractristique la compression

ft28 : rsistance caractristique la traction

Eij : module de dformation longitudinale instantane

Ev : module de dformation longitudinale diffre

: coefficient de Poisson

ELS ELU

0 0

Dformation due au retrait du bton en fonction du temps

Avec

r : retrait final gale 2.10-4

t ge du bton en jour

rm : rayon moyen de la pice

B : aire de la section droite

U : primtre en contact avec lair ambiant

Contraintes normales limites

A lELU:

fbu : rsistance de calcul du bton

b = 1,5 combinaisons fondamentales

= 1,15 combinaisons accidentelles

MPafcbc 9,116,0

2883,076,4

ccj fj

jf

cjtj ff 06,06,0

311000 cjij fE

3

ij

v

EE

m

rrrt

tt

9

U

Brm

b

cbu

ff

28

85,0



: coefficient qui dpend de la dure dapplication des charges ; il est gale

= 1 pour t > 24 h

= 0,90 pour 1 h t 24 h

= 0,85 pour t < 1 h

En situation dexploitation ELS :

En classe II et quand la prcontrainte est reprsente par sa valeur probable ; on a

Combinaisons Contrainte limite de

compression

adm,cp

Contrainte limite de traction en dehors de la

section denrobage

adm,tr

Contrainte limite de traction en section

denrobage

adm,tr

Rare 0,54.fc28 - 1,5.ft28 - ft28

Frquente 0,54.fc28 - 1,5.ft28 0

Quasi-permanente 0,45.fc28 - 1,5.ft28 0

En situation de construction: les contraintes limites sont les mmes que sous combinaisons rares en

situation dexploitation.

Aciers de prcontrainte

Les cbles utiliss seront forms de torons T15S de 150 mm de section, de classe 1860 TBR (trs

basse relaxation). Les caractristiques de ces cbles sont :

Module dlasticit

Ep = 190 000 MPa

Rsistance la rupture garantie

fprg = 1860 MPa

Limite d'lasticit conventionnelle garantie

fpeg = 1655 MPa

Tension lorigine

i = 0,8 x fprg = 1488 MPa

Rentre dancrage

g = 8 mm

Relaxation 1000 heures

1000 = 2,5 %



o = 0,43

Armatures passives

Les caractristiques des aciers sont des aciers de haute adhrence de nuance FeE 400

Module dlasticit des aciers

Es = 200 000 MPa

Limite dlasticit garantie

fe = 400 MPa

Coefficient de fissuration

= 1,6

Coefficient de scellement

s = 1,5

Longueur de scellement

ls = 40. avec le diamtre de la barre dacier

Rsistance de calcul

A lELS

Fissuration prjudiciable FP

Fc28 = 25 MPa, s = 201 MPa

Fc28 = 45 MPa, s= 252 MPa

Fissuration trs prjudiciable FTP

Avec = contrainte limite dans le cas de la FP

Fissuration peu prjudiciable Pas de limitations sur

A lELU

Avec

s : coefficient partiel de scurit gale

1,15 ; combinaisons fondamentales fsu = 347,8 MPa

1 ; combinaisons accidentelles fsu = 400 MPa

)110;5,0max(;3

2min 28tees fff

s

esued

ffF

8,0s



Retrait, temprature

La valeur du coefficient de dilatation thermique du bton et des aciers de toute nature est fixe dans

les calculs = 1.10-5 par C. Les raccourcissements unitaires suivants seront pris en compte :

Effet des variations thermiques de courte dure : = 4.10-4

Effet des variations thermiques de longue dure : = 3.10-4

Effet du retrait : r = + 4.10-4

Contexte sismique

Daprs les renseignements que dispose le Consultant, le site intress par le prsent projet nest pas

rpertori comme tant sismique. Il sera considr comme un site sismicit ngligeable.

5.4.2.Calcul de la prcontrainte de flau et tude de stabilit

Cette partie sera traite en deux grandes parties, la 1re consiste au dimensionnement de la

prcontrainte de flau et de la vrification des contraintes normales au niveau des deux fibres

manuellement. En second lieu, on tudiera la stabilit du flau sous diffrentes combinaisons. Les

calculs sont dvelopps dans lAnnexe 3.

5.4.2.1.Calcul des efforts

Efforts dus au poids propre du flau

La hauteur du tablier varie paraboliquement et donc on doit tenir compte de cette variation dans le

calcul du poids du flau. De plus, on doit prendre en considration le poids du dviateur (plac 1/3

de laxe de lappui) et lentretoise Ped au niveau de lappui.

Les efforts V et M au niveau de lappui sont

3

2 fcpfl

SSlV

312

52

LPl

SSlM edf

cpfpp



Avec

Sp et Sc respectivement les sections au niveau de lappui et de voussoir de clavage

Ped = 30 t ; l = 110 m ; lVc = 2 m ;

Poids volumique = 2,5 t/m3

Efforts dus aux charges de chantier

Charges de chantiers connues Qc1

Cette charge est constitue par le poids de la charpente de l'quipage mobile qui reprsente environ

65 % de son poids total et 35 % le coffrage. A ce stade de l'tude la longueur finale des voussoirs

n'est pas connue, on prend le poids de lquipage mobile Pem = 50 t appliqu au bout de lavant

dernier voussoir dex = 2 m de voussoir de clavage.

Avec dex = 4/2 = 2 m

Charges de chantier alatoires Qc2 et Qc3

On tient compte pour les charges alatoires de 02 systmes :

Les divers matriels de chantier assimils une surcharge uniformment rpartie de

Qc2 = 0,05 t/m

Soit Qc2 = 0,05 x b = 0,65 t/ml, (b : largeur du hourdis suprieur du caisson 13 m)

Le moment d Qc2 le long du flau est

Au niveau de lappui

m

lll Vcf 542

emexfQc PxdlM 1

mtl

xlx

QcMf

fQc

222

22

2

22

2

2

f

Qc

lQcM



Une charge concentre Qc3 gale (5 + 0,5 b) (t) applique en bout de flau. Elle reprsente le

poids des rouleaux de cbles, des compresseurs, etc.

Qc3 = 5 + 0,5 x 13 = 11,5 t

Le moment du Qc3 le long du flau est

Au niveau de lappui :

Avec

lv : longueur du voussoir courant

A ce stade de l'tude la longueur finale des voussoirs n'est pas connue, nous prendrons lv = 4 m.

Charges supplmentaires Qsu

Cest une charge rpartie ascendante de 20 kg/m sur un demi-flau prsentant l'effet du vent. Soit

Qsu = 0,02 x 13 = 0,26 t/ml

Le moment du Qsu le long du demi-flau est

Sur appui

5.4.2.2.Calcul de la prcontrainte

La justification de la prcontrainte est effectue selon le BPEL 91 modifi 99 en classe II, phase de

construction et utilisant la valeur probable de la prcontrainte. Cela implique que la contrainte

normale dans la fibre suprieure sup soit suprieure la limite de traction dfinie dans cette fibre.

mtlxlQM vfcQc 33

vfQc llQcM 33

mtl

xlx

QsuMf

fQsu

22

22

2

2

f

Qsu

lQsuM

t sup



Avec

B, v et I les caractristiques mcaniques de la section sur pile

e0 : lexcentricit des cbles moyens par rapport la fibre suprieure en supposant une disposition des

cbles sur deux lits ; elle est prise gale :

Avec g diamtre de la gaine de prcontrainte gale 8 cm.

Tableau 5-2 : Moments dus aux diffrents chargements au niveau de l'appui

Types de

charges

Poids propre

Mpp

Qc1 Qc2 Qc3 Qsu Total

Moment M

(t.m) -29789,18 -2600 -947,7 -575 -379,08 -34290,96

Le nombre de cble est calcul en sassurant que la contrainte de traction dans la fibre suprieure ne

soit pas dpasse par leffort normal dvelopp par les cbles de flaux.

P 6686,89 t

Pour la porte tudie, on utilisera des cbles 12T15S de classe 1860-TBR. On suppose que ces

cbles sont tendus 0,8.fprg et subissent 10 % de pertes instantanes et 5 % de pertes diffres jusqu'

la fin de la construction du flau donc les pertes totales en phase de construction sont estimes

15%.

Avec

S est la section dun cble 12 T15S ; S = 12 x 150 = 1800 mm2

po = 1488 MPa

Putile = 227,66 t

I

veP

I

vM

B

P

0sup

tjt f

gve 20

I

ve

B

I

vMf

Ptj

01

SP putile 015,01

pegprgp ff 9,0;8,0min0



Soit un nombre de cbles N gale 30 cbles donc le dcoupage des voussoirs ce stade de calcul est

vrifi.

Putile (total sur appui) = 30 x 227,66 = 6829,8 t

On aura vrifier en phase de construction, dans les diffrentes sections du flau, le respect des

contraintes normales limites au niveau des deux fibres suprieure et infrieure engendres par

lapplication du poids propre du flau, des charges du chantier et de leffort de prcontrainte .

Les dtails concernant

Le calcul des efforts au niveau des diffrentes sections

La prcontrainte et le nombre de cble par me

La vrification des contraintes limites au niveau des deux fibres

Sont dvelopps dans lAnnexe 3.

Les quations des contraintes sont :

Avec

0,9 x 0,6 x fc14 = 23,14 MPa

Mpp : moment du au poids propre du flau

Mcc : moment du aux charges de chantier (Qc1, Qc2, Qc3, Qsu)

B, I, v, v : caractristiques mcaniques de la section tudie

e0 : excentricit du cble moyen de prcontrainte par rapport au centre de gravit de la section

P : valeur probable de la prcontrainte

Contenu du calcul manuel effectu lELS, toutes les contraintes normales (dans les fibres suprieure

et infrieure) au droit des 12 sections du flau sont vrifies.

tccpp

I

veP

B

P

I

vM

I

vMv

0

compccppI

veP

B

P

I

vM

I

vMv

'

0

''

'

comp



5.4.2.3.Disposition des cbles de prcontrainte

En ayant calcul le nombre de cbles de prcontrainte ncessaires reprendre les efforts subis par le

flau ; on dtermine leur emplacement dans le gousset suprieur du caisson l o ils sont logs.

Les cbles de flau subissent des dviations verticales et en plan dans le gousset suprieur ; ces

dviations doivent tre dissocies les une des autres dans la mesure du possible. La nouvelle

conception du cblage utilise un trac dit peign (Figure 5-9) afin de faciliter lexcution puisque

cette conception permet de systmatiser les tracs. En effet, le trac :

utilise toujours les mmes points de passage au niveau des joints afin d'utiliser un masque

unique ;

limite les dviations en plan et donc les pertes par frottement ;

vite les tronons courbes au droit des joints ;

ralise les dviations en plan sur la longueur exacte du voussoir.

Figure 5-8 : Dtail du gousset suprieur

Figure 5-9 : Trac peign des cbles de flaux



On constate aussi que la plaque dancrage des cbles se situe dans la jonction me-gousset afin de

limiter lencombrement dans lme et ainsi de limiter leur paisseur.

5.4.2.4.Stabilit des flaux

La phase de construction pour les ponts construits par encorbellement successifs est une phase durant

laquelle des instabilits de flau (basculement par rapport lappui) peuvent apparaitre avant clavage

avec le flau adjacent ou avec la partie coule sur cintre sur la trave de rive. Et donc, il est ncessaire

dassurer la stabilit du flau par rapport la pile qui le supporte. Ce dsquilibre est du

principalement 02 situations critiques qui sont :

1r cas : une situation normale de construction ; lie au dsquilibre du flau sous l'effet du

poids d'un voussoir construit avant son symtrique, des charges de chantier et du vent ascendant

sur l'un des demi flaux;

2me cas : une situation accidentelle qui correspond la chute d'un quipage mobile ou dun

voussoir prfabriqu

Afin dtudier ce problme, 02 familles de combinaisons daction sont envisager. Des combinaisons

fondamentales qui traitent le 1r cas dinstabilit et des combinaisons accidentelles pour le 2me cas.

Dans le premier cas, le flau ne doit pas dcoller de ses appuis provisoires ; dans le second, un lger

dcollement est tolr avec une surtension limite des cbles assurant le clouage du flau sur la pile.

Divers procds de stabilisation des flaux sont utiliss pour remdier ce problme (qui seront

numrs par la suite). Le choix du procd est conditionn principalement par la conception de

louvrage, la travure, le systme dappui dfinitif et la conception des piles. Une remarque importante

est prendre en considration ; lentreprise dexcution est tenue avant la construction du premier

flau de prsenter des plans prcis et cots indiquant tous les systmes de stabilisation mis en uvre,

leur qualit et leur tolrance et qui doivent tre valids par le bureau dtude.

Il existe principalement 6 procds de stabilisation des flaux sur les piles :

Clouage par prcontrainte : ce procd est le plus utilis

en phase de construction pour des portes infrieures 120 m.

Cette mthode savre la plus conomique, elle consiste

tendre des armatures verticales de prcontrainte afin de clou le

voussoir sur pile sur lappui.

Figure 5-10: Voussoirs sur pile avec ces cbles de clouage [1]



Pales provisoires : ce procd consiste augmenter lentraxe des cales dappuis provisoires en

les plaant sur des pales provisoires mtalliques ou en bton. Cette mthode est applique pour

des hauteurs du tablier au dessus de sol infrieur 15 m donc principalement applique en site

terrestre pour des portes suprieures 100 m. en site aquatique, la technique est envisageable

condition dappuyer les pales dans le batardeau sur la semelle de la pile.

Cbles extrieurs ou haubanage provisoire : les cbles de clouage sont disposs lextrieur

de la pile. Ils sont ancrs dans les premiers voussoirs en encorbellement et passant lextrieur du

ft de pile. A faible hauteur, les cbles peuvent tre ancrs dans des massifs contre poids terre ou

rassembls dans la semelle de la pile (site aquatique). Cette mthode est trs utilise pour des

portes suprieures 100 m et lorsque les dimensions des ttes de pile sont rduites et ne

permettent pas de donner un entraxe suffisant aux cbles de clouage. Concernant lhaubanage

provisoire, il est utilis pour rsister aux sollicitations dynamiques dues au vent pour les ouvrages

de grande hauteur et porte ou pour des ouvrages modestes dans des sites exposs.

Clavage de la trave de rive : pour des ouvrages comportant des traves de longueur ingales

ou des traves courtes ; la stabilit des demi-flaux est assure par le clavage sur les petites traves.

En effet, le demi flau le plus long est construit en sur encorbellement et donc on profite du poids

de la trave arrire pour compenser le dsquilibre.

Figure 5-12: Clavage d'une trave arrire avec contre poids et

sur encorbellement [1]

Figure 5-11: Haubanage provisoire durant la construction du flau (Pont de Millau, France) [20]



Encastrement sur pile : on encastre le flau sur pile de faon dfinitive et donc le calcul de

stabilit se restreint aux calculs de rsistance du ft et des fondations de la pile.

On sintressera dans ltude de stabilit des flaux au procd de clouage par prcontrainte

puisque il sintgre avec les objectifs de ce projet. On verra dans la suite les actions ainsi que les

combinaisons dactions prendre en considration pour le dimensionnement des cbles de clouages et

des cales de stabilisation.

Actions et combinaisons dactions

Charges permanentes

Cest le poids propre G du flau calcul avec un poids volumique (b = 2,5 t/m3) et valu partir

des coupes transversales retenues, auquel sajoute le poids de l'entretoise sur pile gale 55 t et le

poids des dviateurs des cbles de continuit externe Ped gale 30 t. Le poids du demi-flau situ du

ct du dsquilibre est major de 2% Gmax alors que le poids de son symtrique est minor de 2%

Gmin. Le poids du flau et la position de son centre de gravit peuvent tre approchs par les formules

de Krawsky puisque la hauteur du caisson varie paraboliquement et l'paisseur du hourdis infrieur

linairement ceci dit il ninclut pas les poids des dviateurs et entretoises. Notons B1 la section du

voussoir sur pile et B0 la section de clef, on a :

Avec

lf : longueur du demi-flau gale 54 m

P (t) 1174

d (m) 24,44

Le moment Mg est donc

Avec l : longueur total du flau

Charges variables dexcution

Ces charges sont disposes de faon produire l'effet le plus dfavorable.

Charges de chantier connues Qc1

Il s'agit du poids de l'engin de l'quipage mobile valu la moiti du poids d'un voussoir courant,

soit 50 t. Cette charge s'applique une distance dex = 2 m de l'extrmit du voussoir en cours de

3

2 01 flBBP

01

01

24

5

BB

lBBd

f

3lPDPM edg



btonnage. Qc1max et Qc1min reprsentent les valeurs caractristiques que l'on introduit de la faon la

plus dfavorable en majorant et minorant Qc1 respectivement par 6 et 4%.

Charges de chantier alatoires Qc2 et Qc3

Ces charges de chantier alatoires correspondent aux matriaux stocks sur le tablier (par exemple

rouleaux de cbles), aux petits engins de chantier (par exemple compresseurs), aux personnels, etc. Ces

charges sont :

une charge rpartie Qc2 de 0,65 t/ml sur un demi-flau

une charge concentre Qc3 gale 11,5 t applique en bout de flau, l'extrmit du dernier

voussoir coul

Effet dun vent ascendant Qv

Leffet du vent Qv est quivalent une charge uniforme d'une intensit de 0,2 t/ml. Cette charge

rpartie est ascendante et s'applique sur un demi-flau, dans le but davoir le cas de charge le plus

dfavorable.

Actions accidentelles

Pour un ouvrage coul en place, toute charge mobile pendant une ou plusieurs phases de dplacement

de l'quipage est susceptible de chuter, donc la chute de l'quipage mobile en cours de dplacement

QA est prise en compte avec un coefficient de majoration dynamique de 2 pour tenir compte de

l'nergie accumule par la dformation du demi-flau concern par la chute.

Combinaisons dactions

La justification des flaux doit tre effectue vis--vis de l'ELU d'quilibre statique.

Combinaisons en situation normale de construction Type N : Situation normale de

construction : le flau ne doit pas dcoller de ses cales d'appui provisoires. (L'quipage de gauche

est vide et l'quipage de droite porte un voussoir).

Figure 5-13: Effort prendre en considration en situation normale [8]



Daprs les recommandations SETRA, les combinaisons sont :

N1 : 1,1 (Gmax + Gmin) + 1,25 (Qc1max + Qc1min + Qc2 + Qc3 + Qv)

N2 : 0,9 (Gmax + Gmin) + 1,25 (Qc1max + Qc1min + Qc2 + Qc3 + Qv)

Combinaison en situation accidentelle Type A : Situation accidentelle de chute d'un

quipage vide : le flau peut dcoller de ses cales d'appui provisoires, mais la surtension des cbles

de clouage est limite.

Daprs les recommandations SETRA, les combinaisons sont :

A1 : 1,1 (Gmax + Gmin) + QA + (Qc1max + Qc1min + Qc2 + Qc3)

A2 : 0,9 (Gmax + Gmin) + QA + (Qc1max + Qc1min + Qc2 + Qc3)

Calcul des efforts appliqus sur le flau et les combinaisons proposes.

Voir tableaux ci-dessous

Tableau 5-3 : Calcul des sollicitations appliques sur le flau

Efforts G Gmin

-2%

Gmax

+2% Qc1

Qc1min

-4%

Qc1max

+6% Qc2 Qc3 Qv QA

N (t) 1229 1204 1254 50 48 53 7,8 11,5 -2,4 -53

M (t.m) 3522 3452 3592 200 -192 212 1264 575 -324 -212

N (t) M (t.m)

Combinaison N1 2839 9667

Combinaison N2 2360 8258

Combinaison A1 2771 9395

Combinaison A2 2280 7987

Figure 5-14: Efforts considrer en situation accidentelle [8]



Ayant calcul les sollicitations N et M pour les diffrentes combinaisons ; on dimensionne les cbles

de clouage (Figure 5-15). Notons E lespacement entre les axes des 02

PFE Pont encorbellement successif

Documents

Transcript of PFE Pont encorbellement successif