Les ponts de grande portée

Par -Julien D’Este-Pierre Gosselin-Julien Marchal-Paul Quoilin

Introduction

� Différentes structures de ponts de grandes portées

� Ponts suspendus� Ponts à haubans� Les effets du vent� Quelques records

Différentes structures de ponts de grandes portées

Pont à poutres

Pont à arche

Pont à arches multiples

Pont suspendu

Pont à haubans

Ponts suspendus� Un pont suspendu est un pont dont le tablier est littéralement suspendu aux piles (on parle alors de pylônes) par un système de câbles: les pylônes s'élèvent au-dessus du tablier et supportent deux câbles principaux qui partent 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

Forces

� Le principe du pont suspendu est simple, il est de faire reposé le poids du tablier sur seulement deux piliers assez éloignés du centre de la rive pour permettre le passage des bateaux.

L'élasticité des matériaux

� L'Acier � Le béton � Le béton armé� Le béton précontraint

L'Acier

� Avantage - Efforts de traction importants

� Inconvénients - Fragilité aux basses températures

Le béton

� Avantages- Employé à l'état plastique, voire fluide - Résiste très bien au efforts de compression

� Inconvénient- Résiste mal aux efforts de traction, d'oùl'ajout de renfort métalliques (béton armés ) ou de renforts actifs ( précontraintes )

Le béton armé

� On noie des barres d'aciers dans le béton là ou celui-ci devait être soumis àdes efforts de traction importants

� Inconvénient - Le béton armé peut se dégrader prématurément : L'acier de l'armature peut s'oxyder sous l'action de l'oxygène et de l'humidité.

Le béton précontraint

� Pour renforcer le béton,( surtout en traction ), on peut y ajouter des renforts actifs

Quelques exemples

Pont à haubans

Définition

� Les ponts à haubans, ne tiennent pas, comme les ponts suspendus, grâce àdeux câbles principaux ancrés sur les rives, mais grâce à de nombreux câbles obliques partant d'un pilier supportant le tablier qui supportera en fin de compte tout le poids du pont.

Avantages

� Permet une variété architecturale.� Seul système utilisable sur mauvais sols.

� Il peut être monté facilement� Grande facilité d'entretien. En cas de besoin, on peut remplacer l'un des câbles d'un pont haubané sans trop de difficultés

Composantes

PylôneHaubans

Tablier

Pylônes

Haubans

� Ils doivent être individuellementremplaçables. Ceci implique que leshaubans doivent être ancrés sur lepylône et le tablier par des culotsd’ancrage.

Conception haubans� Les types les plus importants des câbles pour les haubans sont :a) Les câbles clos.Les câbles clos sont constitués de plusieurs couches de fils ronds

enroulés hélicoïdalement autour du noyau. Ils sont ancrés dans des culots avec de l’acier moulé à chaud. La protection anticorrosion est constituée de :- Galvanisation à chaud de tous les fils- Remplissage des vides de polyuréthanne avec du chromate de zinc- Quatre couches extérieures de produits anticorrosion etfinition

� b) Câbles à fils parallèles ou toronnés.Ces câbles sont constitués de fils deprécontrainte parallèle de diamètre 7 mm oudes fils de précontrainte de diamètre 15 mm.Ils sont aussi ancrés dans des culots, maisau moyen d’un mélange de billes d’acier,poudre de zinc et résine époxy ou par descales.

Tablier� Tablier du pont travaille en compression et flexion.Matériaux- Béton portée jusqu’à 300m- Mixte acier-béton jusqu’à 500m- Tout acier au-delà de 500m

Écartement des haubans- 10 m pour les tabliers en béton- 15 m pour les tabliers mixtes- 20 m pour les tabliers entièrement acier

Construction

Quelques exemples

Les effets du vent sur les ponts

� On lie deux types de force au phénomène de résonance :

-Les forces de traînées, dirigées suivant une horizontale parallèle au vent et dans le même sens que ce dernier,-Les forces de portance, dirigées suivant la verticale .

types de déformations:

� La torsion du tablier,� Une flexion latérale, due au recul du tablier dans le sens du vent,

� Une flexion verticale, due au soulèvement du tablier.

Solutions

� Mettre en place sous le tablier une structure métallique qui rigidifie l'ensemble et répartit le poids sur les différentes suspentes, tout en présentant une forme avec une faible prise au vent .

� Donner au tablier un profil d'aile inversée (ex : Pont de Normandie ) : en cas de vent, le tablier exerce une force vers le bas plus importante que son poids au lieu de se soulever et de retomber, ce qui détériore les câbles et la solidité de la structure

Quelques chiffres

� Pont Akashi-Kaikyo (3.800 m)

� Le pont de Ǿresund (7.845 m)

� Viaduc de Millau (2.460 m)

� The Lake Pontchartrain CausewayBridge ( 38.422 m)

Quelques ponts de chez nous

� Pont d’Hasselt

� Pont de Kinkempois

� Pont de benahin

Questions

� Quelles est la différence entre un pont à haubans et un pont suspendu?

Questions

� Quelles est l’avantage principale des ponts à haubans par rapport aux ponts suspendus?

pas de massif d’ancrages

Questions

� Comment éviter les problèmes causés par le vent?

Donner au tablier un profil d'aile inversée

Questions

� Quels est l’inconvénient majeur du béton armé?

L'acier de l'armature peut s'oxyder sous l'action de l'oxygène et de l'humidité.