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CONSTRUCTION D’UN PONT À BÉQUILLES (PONT DOMINION) SUR LA ROUTE 132 AU-DESSUS DE LA RIVIÈRE CHAUDIÈRE PARTIE 1 - CONCEPTION Paul Dandois, ing. M. Sc., Philippe Létourneau ing., André Caron ing. M. Sc. Consortium SNC-Lavalin/CIMA 5500, boulevard des Galeries, bureau 200 Québec (Québec) G2K 2E2 RÉSUMÉ Cet article discute de la conception d’un pont à béquilles de 232 m de long, au-dessus de la rivière Chaudière, au sud du  pont de Québec. Ce pont est cons truit 43 m au -dessu s du cours d’eau qu’i l enjambe et supp orte 4 voies de circulatio n, des trottoirs et une piste cyclable. Des problèmes d’encombrement, dus à la présence d’une voie ferrée à moins de 2 m à l’ouest du futur pont et à la construction en phase des travaux pour assurer le maintien de la circulation, ont été surmontés. Le tablier est composé de quatre cadres constitués de poutres à âme pleine en acier espacées de 6,2 m et de trois longerons, intercalés à mi-portée entre les cadres, supportant une dalle de béton de 225 mm d’épaisseur. Les quatre  béquil les supportant le tabli er sont constituées de caissons recta ngulai res en acier , dont les dimens ions transversa les varient de 0,9 m par 1,8 m à 2,36 m par 1,8 m. Les raisons qui ont motivé la décision d’ériger un pont à béquilles sont exposées dans la première partie de l’article. Sont également exposés, les autres types de ponts étudiés pour ce projet. Par la suite, le choix de la géométrie et un survol de la conception des divers éléments et assemblages constituant la charpente d’acier du pont sont présentés. Le comportement sismique et sous le vent du pont est abordé. 1. INTRODUCTION Besoins Le tronçon de la route 132 situé à la sortie sud du pont de Québec n’avait pas la capacité requise pour desservir le nombre d’usagers empruntant ce tronçon, ce qui créait régulièrement de la congestion. Localisé sur ce tronçon, le pont Dominion devait faire l'objet de travaux de réfection importants et coûteux. Son élargissement, afin d'en augmenter la capacité, ne s'avérait pas une solution économiquement avantageuse. Conséquemment, le ministère des Transports du Québec a décidé d'aller de l'avant avec un projet de construction d'une nouvelle structure en remplacement de l'ouvrage existant. La nouvelle construction devra accueillir quatre voies de circulation, en plus d'une piste cyclable et des trottoirs, être conforme aux exigences des normes actuellement en vigueur et répondre à des critères stricts de longévité. 19-1

12 Pont Dominion Construction Bequilles

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  • CONSTRUCTION DUN PONT BQUILLES (PONT DOMINION) SUR LA ROUTE 132 AU-DESSUS DE LA RIVIRE CHAUDIRE

    PARTIE 1 - CONCEPTION

    Paul Dandois, ing. M. Sc., Philippe Ltourneau ing., Andr Caron ing. M. Sc.

    Consortium SNC-Lavalin/CIMA 5500, boulevard des Galeries, bureau 200

    Qubec (Qubec) G2K 2E2

    RSUM Cet article discute de la conception dun pont bquilles de 232 m de long, au-dessus de la rivire Chaudire, au sud du pont de Qubec. Ce pont est construit 43 m au-dessus du cours deau quil enjambe et supporte 4 voies de circulation, des trottoirs et une piste cyclable. Des problmes dencombrement, dus la prsence dune voie ferre moins de 2 m louest du futur pont et la construction en phase des travaux pour assurer le maintien de la circulation, ont t surmonts. Le tablier est compos de quatre cadres constitus de poutres me pleine en acier espaces de 6,2 m et de trois longerons, intercals mi-porte entre les cadres, supportant une dalle de bton de 225 mm dpaisseur. Les quatre bquilles supportant le tablier sont constitues de caissons rectangulaires en acier, dont les dimensions transversales varient de 0,9 m par 1,8 m 2,36 m par 1,8 m. Les raisons qui ont motiv la dcision driger un pont bquilles sont exposes dans la premire partie de larticle. Sont galement exposs, les autres types de ponts tudis pour ce projet. Par la suite, le choix de la gomtrie et un survol de la conception des divers lments et assemblages constituant la charpente dacier du pont sont prsents. Le comportement sismique et sous le vent du pont est abord.

    1. INTRODUCTION

    Besoins Le tronon de la route 132 situ la sortie sud du pont de Qubec navait pas la capacit requise pour desservir le nombre dusagers empruntant ce tronon, ce qui crait rgulirement de la congestion. Localis sur ce tronon, le pont Dominion devait faire l'objet de travaux de rfection importants et coteux. Son largissement, afin d'en augmenter la capacit, ne s'avrait pas une solution conomiquement avantageuse. Consquemment, le ministre des Transports du Qubec a dcid d'aller de l'avant avec un projet de construction d'une nouvelle structure en remplacement de l'ouvrage existant. La nouvelle construction devra accueillir quatre voies de circulation, en plus d'une piste cyclable et des trottoirs, tre conforme aux exigences des normes actuellement en vigueur et rpondre des critres stricts de longvit.

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  • PROJET

    Pont existant Le pont existant avait une longueur totale de 238 m et possdait un tablier d'une largeur de 11,7 m. Il tait construit quelques mtres l'est d'un pont desservant un chemin de fer. La partie centrale de la structure du pont tait constitue dun arc en acier tablier suprieur. Aux extrmits nord et sud de cet arc, un systme de poutres et poteaux d'acier compltait le tablier. Le pont prennait appui sur des cules creuses et des massifs de bton assis directement sur le roc par l'intermdiaire de semelles superficielles.

    Contrainte du site Le pont franchis une valle o s'coule la rivire Chaudire. La dnivele entre le dessus du tablier et le niveau des eaux de la rivire est d'environ 43 m. Les flancs de chaque ct de la valle sont relativement escarps, soit des pentes denviron 45 degrs. Ainsi, le dgagement vertical au-dessus du cours d'eau est trs important et ne constitue pas une contrainte lors de l'tablissement de la profondeur de la structure du pont.

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  • Il est peu probable que la construction de nouvelles piles en rivire soit la cause d'embcles cette hauteur de la rivire Chaudire. En effet, la gomtrie plus troite de la rivire et la prsence de nombreuses piles dans le cours d'eau, localises immdiatement en amont du pont projet, sont des restrictions l'coulement de la rivire plus propices la formation d'embcles.

    La prsence du pont ferroviaire du Canadien National situ immdiatement louest du pont actuel constitue une contrainte importante qui doit tre considre lors de la conception et de la construction du futur pont. De plus, la fondation de la pile centrale du pont ferroviaire est situe sous la projection du tablier du pont existant.

    Malgr les conditions topographiques escarpes du site, un chemin donne accs aux berges de la rivire. Ce chemin facilitera les travaux de construction des lments de fondation et de montage de la charpente dacier. Une grue peut accder aux berges de la rivire au droit du pont projet.

    La profondeur de leau de la rivire Chaudire sous le pont projet est faible. La construction de batardeaux et de piles en rivire est donc facilite. Il est noter qu lemplacement projet du pont, le roc est affleurant divers endroits.

    Gomtrie du nouveau pont Le nouveau pont aura une largeur hors tout de 21,98 m et une longueur de 232 m, soit 6 m plus court que celui existant. Compte tenu de la topographie du site, la cule sud sera relocalise.

    Llargissement du pont projet par rapport au pont actuel sera ralis vers l'est exclusivement, un pont ferroviaire tant situ quelques mtres l'ouest. De plus, la circulation devant tre maintenue durant toute la priode de construction du nouveau pont, le phasage des travaux sera impratif et devra tre considr dans l'laboration des concepts. Lors de la premire phase de construction, la moiti est du nouveau pont sera ralise. la suite de sa mise en service, le pont actuel sera dmantel, et la deuxime phase de construction du nouveau pont sera ralise.

    Les contraintes de maintien de la circulation et de la topographie du site sont donc les principaux aspects ayant orient le choix des types de pont retenus pour l'tude.

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  • 2. TYPES DE PONTS TUDIS

    2.1 Types de ponts En avant-projet, sept ponts, de cinq types diffrents, ont t analyss, soit :

    1. Un pont poutres me pleine en acier constitu dun systme de dalle en bton arm reposant sur quatre poutres principales (pont de type 44). Le pont comporte trois traves continues supportes par deux piles en rivire. Les lments de fondation, cules et piles sont en bton arm, les piles tant ft vid.

    2. Deux ponts indpendants trois traves continues comme le pont prcdent. Toutefois, le tablier est constitu de poutres (un par pont) en caisson en bton postcontraint (pont de type 57).

    3. Un pont trois traves continues comme les deux ponts prcdents. Toutefois, le tablier est constitu de quatre poutres caisson en acier avec une dalle en bton arm (pont de type 58).

    4. Un pont poutres me pleine en acier constitu dun systme de dalle en bton arm reposant sur huit poutres principales (pont de type 44). Le pont comporte six traves continues supportes par cinq piles, dont trois en rivire et deux dans l'escarpement. Les lments de fondation, cules et piles sont en bton arm.

    5. Un pont bquille en acier constitu dun systme de dalle en bton arm reposant sur trois cadres poutres-bquilles (pont de type 51). Le pont comporte trois traves continues supportes par deux bquilles qui prennent appui au bas de l'escarpement.

    6. Un pont bquille en acier, comme le pont prcdent, reposant toutefois sur sept cadres poutres-bquilles (pont de type 51).

    7. Un pont en arc tablier suprieur constitu dun systme de dalle en bton arm sur charpente dacier (pont de type 76). Trois arcs prennent appuis au bas de l'escarpement.

    2.2 Option retenue : Pont bquilles reposant sur quatre cadres 2.2.1 Tablier Un pont bquilles est adapt la topographie du site. En effet, les bquilles sont inclines, venant ainsi s'ancrer dans l'escarpement de la valle, ce qui diminue la porte centrale et limite les interventions dans le cours deau. De plus, ce type de structure sintgre harmonieusement la topographie de lenvironnement et offre un intrt architectural indniable.

    Le pont bquilles retenu est constitu de trois traves continues de 71,90 et 71 m. La structure du tablier est compose de quatre cadres constitus de poutres me pleine en acier espacs de 6,2 m et de trois longerons, intercals mi-porte entre les cadres, supportant une dalle de bton de 225 mm dpaisseur. Compte tenu de la largeur du pont, 22 m, la dalle est prcontrainte transversalement, ce qui a impos son paisseur. Les cadres dacier sont des profils assembls dune hauteur variant de 2 4 m. L'assemblage entre les poutres et les bquilles est continu, c'est--dire qu'un effort de flexion est transmis par cet assemblage.

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  • 2.2.2 Bquilles et fondations Le tablier du pont repose sur quatre bquilles. Dans le plan longitudinal du pont, elles sont inclines 47,5 degrs par rapport l'horizontale. Elles sont constitues de caissons rectangulaires en acier dont les dimensions transversales varient de 0,9 m sur 1,8 m 2,36 m sur 1,8 m. Les bquilles sont regroupes deux par deux laide de trois traverses. Les bquilles sont inclines lune vers lautre avec un angle denviron 5 degrs.

    Langle et la localisation des bquilles furent tablis afin de positionner les bases les recevant sur les berges de la rivire; ainsi, aucun travail dans le cours d'eau nest requis. Les bquilles reposent sur des massifs en bton arm denviron 7 m de largeur x 23 m de longueur x 6 m de profondeur.

    Les cules sont en bton arm avec des murs en retour en console. La gomtrie de ces units est conventionnelle, soit une semelle o sappuie un mur de front surplomb dun mur garde-grve.

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  • 3. AVANTAGES ET INCONVNIENTS DU CHOIX RETENU

    3.1 Environnement Au niveau de lenvironnement, le pont bquilles a l'avantage de minimiser les travaux en rivire lors de la construction des fondations. Les units de fondation tant localises lextrieur du cours deau, la construction de batardeaux est limine.

    3.2 Constructibilit Tel que not prcdemment, une grue pourra accder aux berges de la rivire au droit du site du futur pont par un chemin d'accs. Cette possibilit d'accs aux berges permettra un montage conomique de la charpente d'acier et le btonnage des units de fondation.

    Le pont bquilles est essentiellement un tablier poutres en acier reposant sur des bquilles, la construction de ce type de tablier est usuelle au Qubec et est bien matrise par les entrepreneurs. Lassemblage des bquilles, qui sont des caissons dacier, est plus complexe mais demeure un ouvrage relativement simple mettre en uvre. Lrection de ce type de pont est plus complexe quune structure courante faite de poutres rectilignes prenant appui sur des piles. Toutefois, une littrature abondante sur le sujet est disponible, et le calcul et le cheminement des efforts durant les tapes de construction sont simples dterminer. Malgr les dfis que reprsente la construction dun tel ouvrage, ceux-ci sont moindres, sinon gaux, lrection dun pont conventionnel impliquant la construction de piles de plus de 40 m de hauteur en rivire et, selon les traves, dans lescarpement. De plus, la construction de ces piles peut tre dsavantageuse, puisque le temps de construction de ces lments est important et les travaux en rivire ne peuvent pas tre raliss lanne.

    La construction dun pont en arc possde les mmes avantages de constructibilit que le pont bquilles, mais il est plus complexe fabriquer en raison des lments courbes de larc ou du nombre de pices plus important. De plus, la mthode drection de la charpente est plus complexe quun pont bquilles. La stabilisation de larc lors de son rection ncessite de nombreuses manipulations.

    3.3 Dlais de construction et de fabrication De par leur construction, les ponts de type pont bquilles ont les dlais de construction les plus courts des types de ponts tudis, les bquilles pouvant tre prfabriques.

    3.4 Entretien et inspection Les ponts bquilles, tout comme les ponts poutres me pleine, prsentent gnralement un bon comportement long terme et sont bien connus par le ministre des Transports du Qubec. De plus,

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  • le cot dentretien de ces types de ponts est peu lev. Au niveau de linspection de la structure, ces types de ponts sont simples et peu coteux inspecter. Toutefois, les bquilles tant des caissons, elles prsentent un dsavantage quant laccessibilit de lintrieur des caissons lors de linspection, en plus de demander un systme dclairage.

    3.5 Intgration architecturale Lvaluation de lintgration architecturale est un aspect subjectif. Toutefois, nous croyons qu'un consensus se fera quant la beaut et lintgration architecturale du pont bquilles par rapport aux ponts conventionnels sur piles lances.

    3.6 Cots Au tableau 1, le cot de construction prliminaire des sept options tudies est prsent. Ignorant le cot final des options autres que celle retenue, cette estimation servira de base de comparaison. Ces montants ne sont pas globaux, les cots de voirie et drainage ainsi que dclairage aux approches tant exclus car identiques peut importe loption tudie. Les cots des travaux estims varient de 20 230 000 $ 22 500 000 $, soit un cart de 11 %. De plus, l'cart entre l'option la plus conomique et la cinquime option la plus coteuse n'est que de 3 %. Compte tenu du niveau de prcision de la prsente estimation, cet cart n'est pas significatif. Le choix final de l'option retenu na donc pu tre seulement bas sur les cots de construction.

    Tableau 1 Rsum de lestimation des cots de construction des diverses alternatives Option 1

    4 poutres en acier

    65-100-65

    Option 2 8 poutres en

    acier 30-40-50-50-

    40-30

    Option 3 2 ponts

    caisson en bton

    65-100-65

    Option 4 4 caissons en

    acier 65-100-65

    Option 5 3 bquilles en

    acier 71-90-71

    Option 6 7 bquilles en

    acier 71-90-71

    Option 7 Arc en acier 40-150-40

    20 622 000 $ 20 382 000 $ 20 761 000 $ 22 500 000 $ 20 728 000 $ 20 230 000 $ 22 450 000 $

    2 % 3 % 3 % 11 % 2 % - 11 %

    3.7 Choix retenu La construction dun pont bquilles a t retenue. Le cot des diverses options tant, une exception prs, quivalent, le choix de ce type de pont a t motiv par les avantages suivants :

    1. labsence de piles et de travaux en rivire; 2. une intgration architecturale lenvironnement du site; 3. un entretien et une inspection simples; 4. une mthode de construction relativement simple impliquant des dlais de fabrication et de

    construction plus courts.

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  • 4. DVELOPPEMENT DE LA SOLUTION RETENUE

    4.1 Dimensions des sections et esthtisme de louvrage Le pont tant de dimensions importantes, il fallait sattendre avoir recourt dimposantes sections structurales au niveau des poutres et des bquilles. De plus, leffet darche qui se cre naturellement dans la partie centrale de ce type de structure engendre une importante charge de compression dans les poutres.

    Lors de la dtermination des dimensions des poutres et bquilles, laspect esthtique se devait dtre un critre important afin dintgrer la structure au paysage. Par dfaut, le pont bquille se prte particulirement bien la topographie du terrain en place, puisque lallure lance de ces structures se mle bien lenvironnement. Les poutres devaient galement tre de hauteur variable afin doptimiser la capacit structurale des sections.

    tant donn la longueur des traves, les rgles de base en esthtisme des ponts nous guidaient de prime abord vers une poutre trs profonde denviron 7 mtres au-dessus de la bquille. Cette profondeur permettait davoir une variation de la section trs lgante, mais engendrait malheureusement quelques problmes importants.

    En effet, une telle profondeur dme ncessite la prsence dun joint soud horizontal dans lme dans une zone fortement sollicite en contraintes. Lusage de raidisseurs longitudinaux aurait galement t ncessaire, ce qui augmente les cots de fabrication de faon importante. Ces problmes taient toutefois assez mineurs comparativement celui du transport. La hauteur de lme devait donc tre limite seulement 4 mtres.

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  • La structure a finalement une allure trs lance et dun point de vue esthtique, le rsultat est tout de mme trs lgant. Toutefois, dun point de vue structural, cette limitation sur la hauteur devait donc tre compense par lusage de sections plus trapues qu lhabitude.

    La poutre varie en hauteur de 2,0 m aux cules 4,0 m lassemblage poutre/bquille et a une hauteur totale de 3,2 m dans la trave centrale. Lpaisseur de lme est de 20 mm sauf pour la section au-dessus des bquilles o une paisseur de 25 mm a t retenue. La hauteur tant limite, des sections avec des ailes trs trapues ont finalement t requises. la connexion de la bquille avec la poutre, les ailes ont une dimension de 1600 mm en largeur par 80 mm dpaisseur.

    Les bquilles, quant elles, ont une largeur qui varie de 915 mm 1600 mm et une hauteur variant de 1815 mm 2400 mm.

    De par leurs dimensions, les poutres et les bquilles sont des lments trs lourds. Ce poids de ces sections a ont donc du tre pris en compte lors du positionnement des joints de chantier. Il a donc t impossible de positionner les joints boulonns uniquement dans les poids dinflexion, tel queffectu usuellement. Par exemple, les sections de poutre au-dessus des bquilles psent jusqu 78 000 kg. Au total, 8 joints de chantier ont t ncessaires. La longueur des sections varie de 15,4 mtres 39,7 mtres.

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  • Contrairement aux spcifications du Manuel de conception des structures, qui impose un espacement maximal de 8 mtres, lespacement des contreventements transversaux a t fix 10 mtres afin dtre consquent avec la dimension et lespacement des poutres. Cet espacement sest avr le plus conomique et suffisant dun point de vue structural.

    4.2 Phasage des travaux Le maintien de la circulation sur la route 132 tait videmment un aspect primordial dans le cadre de ce projet. Dans le but de limiter les impacts sur la circulation, il a donc t dcid de prvoir la construction du pont en phase. Une moiti de pont sera donc construite lest du pont existant, la circulation y tant alors maintenue. Lancien pont Dominion sera ensuite dmoli pour laisser la place la construction de la deuxime moiti de la structure.

    Cette dcision a une consquence importante sur la conception. En effet, la rigidit transversale de louvrage est beaucoup plus importante lorsque les 2 paires de bquilles sont en place. Plusieurs vrifications ont donc t effectues lors de la conception afin dassurer la stabilit latrale du pont.

    4.3 Effets du vent Lors de la conception, nous avons ralis que la structure projete rpondait positivement certains critres de vulnrabilit linstabilit arolastique dcrits larticle C3.10.4 du commentaire de la norme CSA S6-06. En effet, llancement et la frquence naturelle de vibration de louvrage pouvaient savrer potentiellement problmatiques. La norme mentionne effectivement quon doit dans ces cas tenir compte de phnomnes arolastiques de dcollement de tourbillons, doscillation galopante, de battement et de divergence.

    Ces phnomnes sont dcrits de la faon suivante dans la norme CSA S6-06 :

    Dcollement de tourbillons instabilit de lcoulement derrire un corps non profil dans un courant dair, comportant le dcollement plus ou moins priodique de tourbillons. Les tourbillons se dcollent en alternance des cts opposs du corps, produisant dun ct, puis de lautre, des charges latrales perpendiculaires la direction du vent.

    Oscillation galopante vibrations causes par un vent de travers, rsultant de linstabilit arodynamique de nombreuses structures lances.

    Battement instabilit cause par linteraction entre le vent et la structure du pont, qui met en cause un mouvement de torsion pure ou des mouvements verticaux et de torsion combins du tablier dun pont.

    Divergence instabilit arodynamique en torsion qui survient gnralement lorsque la vitesse du vent dpasse les valeurs normales de conception.

    De plus, la construction de ce nouvel ouvrage ne devait amplifier les forces de vent exerces sur le pont ferroviaire existant, situ trs prs de lemplacement projet du nouveau pont Dominion. Nous tions galement proccups par les caractristiques dintensification des pressions de vent propres ce site en valle.

    Les services de la firme Rowan Williams Davies & Irwin ont donc t retenus afin dvaluer les conditions climatiques particulires au site, ainsi que la vulnrabilit de la structure aux phnomnes arolastiques.

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  • Les statistiques de vent utilises pour dterminer les vitesses de conception et la directionnalit du site du pont ont t bases sur les mesures de vent de surface prleves entre 1968 et 2008 la l'aroport international Jean-Lesage de Qubec. La rugosit du terrain et lencaissement de la valle ont ensuite t analyss afin de dterminer la vitesse de vent 42 mtres de hauteur, soit au niveau du tablier du pont.

    Cette tude a finalement permis de conclure que les instabilits arolastique ntaient pas susceptibles de se produire lintrieur de la dure de vie du pont, de mme que durant la phase des travaux o seulement la moiti de louvrage complet sera en service pendant une priode denviron un an. Elle a galement permis de rassurer nos voisins du CN.

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  • 5. CONCEPTION

    5.1 Dimensionnement des poutres principales Les ponts bquille se caractrisent par leffet darche qui se cre dans la trave centrale. Dans le cas du pont Dominion, la charge axiale de compression slve jusqu prs de 18 500 kN aux tats limites ultimes et jusqu prs de 8200 kN aux tats limites dutilisation. Contrairement aux tabliers typiques dalle sur poutres, la composante de sollicitation due compression lors de la vrification de linteraction flexion-compression est trs importante. Au centre de la grande trave, cette composante est dailleurs de plus de 50 %.

    Dans le cas de ce pont, ce nest pas la rsistance la fatigue qui gouverne le dimensionnement des poutres, comme cest couramment le cas pour la plupart des ponts dalle sur poutre. Quelques raisons expliquent ce phnomne. Tout dabord, tel que mentionn prcdemment, la trave centrale est fortement sollicite en compression. Le poids propre de la structure est, en proportion des efforts, un peu plus important qu lhabitude. La participation de la dalle la rsistance en flexion de la section mixte de la trave du centre est beaucoup moindre que pour un pont conventionnel, malgr son paisseur de 225 mm. Les effets thermiques, ainsi que celui du vent sont galement plus importants. la bquille, on constate que les efforts des enveloppes LUL 3 et 4 sont plus importants que ceux des enveloppes LUL 1 et 2.

    Cest finalement la capacit lultime qui a gouvern le dimensionnement des poutres.

    5.2 Dimensionnement des bquilles et analyse sismique La conception d'une poutre-colonne de type caisson d'acier non composite comme cest le cas pour les bquilles, n'est pas traite explicitement dans la norme CSA S6-06. Aussi, le systme de rsistance sismique de type bquille (cadre rigide) n'est pas couvert spcifiquement dans cette mme norme. Pour les systmes structuraux non traits, le chapitre 4 de la CSA S6-06 renvoie le concepteur la section 4.8.5 Other systems qui laisse le soin au concepteur d'utiliser d'autres mthodes adquates pour la conception sismique des systmes moins communs.

    C'est pourquoi, il a t dcid de baser la conception des bquilles (de type caisson d'acier) sur les prescriptions de la norme AASHTO LRFD Bridge Design Specification pour les aspects concernant la rsistance des pices et en partie sur les prescriptions de la norme AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design pour les aspects de conception sismiques du systme en prsence.

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  • En ce qui a trait la conception sismique, la philosophie suivante a t adopte. La conception des bquilles a t effectue avec l'effort sismique lastique, cest--dire pour un coefficient de modification de rponse R = 1,0. Toutefois, les prescriptions de la norme AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design quant aux lancements locaux et globaux requis pour les lments ont t respectes. Quoiqu'aucune rotule plastique na t prvue (R = 1,0), les restrictions quant aux soudures dans une rgion plastifie ont suivi pour une longueur juge approprie.Il est noter que tant dans les normes AASHTO que CSA, la conception d'une rotule plastique dans un caisson n'est pas couverte clairement. Ceci explique en partie la dcision prise quant au facteur de ductilit R = 1.0 choisi pour la conception.Les bquilles sont donc considres comme des lments capacit protge en compression et en flexion, sauf dans la dernire partie sous la poutre. Dans cette dernire partie, il a t dcid que les lancements devaient correspondre un lment ductile en flexion et capacit protge en compression.

    Une analyse de flambement a t ralise afin de valider la conception de la bquille. Cette analyse a t effectue laide du logiciel SAP2000 et avait pour objectif de valider les longueurs de flambement. De plus, elle a permis de nous rassurer quant l'absence de mode de flambement lastique qui aurait t omis dans la conception.

    Dautres analyses par lments finis ont galement permis de valider leffet des raidisseurs longitudinaux utiliss lintrieur des caissons, de mme que leffet bnfique de la plaque de fermeture lextrmit du caisson. Les rsultats de la premire analyse sont montrs sur la figure suivante.

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  • 5.3 Assemblage poutre/bquille La conception de la connexion de la poutre la bquille a t particulirement complexe. Cette connexion devait, entre autres, tre en mesure de transfrer les efforts de flexion, mais surtout respecter les hypothses de lanalyse sismique mentionnes prcdemment. Un calcul manuel a dabord t effectu, puis plusieurs analyses par lments finis ont permis de valider le dimensionnement. Ces analyses particulires ont t effectues sur le logiciel SAP2000. Une premire analyse de flambement a t effectue et a permis de valider lusage des raidisseurs en T qui avaient t choisis pralablement. Ces raidisseurs permettent, entre autres, datteindre la limite lastique de lacier en tout point, avant que le flambement ne se produise. Dautres analyses particulires ont galement t effectues afin de valider la distribution des contraintes dans lassemblage lultime, ainsi que le respect des contraintes maximales de fatigue. Les figures ci-dessous montrent les rsultats de certaines de ces analyses.

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  • 6. ESTIMATION DES COTS

    Ce projet prvoit le ramnagement complet du secteur sur une longueur dun peu moins dun kilomtre. Ce ramnagement comprend des travaux de terrassement, drainage, aqueduc, fondation de chausse, soutnement, cran anti-bruit, clairage et amnagement paysager pour fins dlargissement de ce tronon de la route 132, aux approches du pont. Lestimation finale slevait un total denviron 36 millions. Lappel doffre pour la construction a t remport par lentreprise EBC. Le montant soumissionn est finalement de 37,6 millions, ce qui reprsente une variation de moins de 5% par rapport lestimation.

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  • 7. CONCLUSION

    En conclusion, la conception dun pont bquille dans le cadre du remplacement du pont Dominion a t un dfi intressant et valorisant. Bien sr, ce type de structure est un peu plus complexe quune structure conventionnelle, mais nous croyons que la ralisation de ce projet permet la construction dun ouvrage de qualit, durable et qui sintgre merveille dans son milieu. La ralisation de ce projet a ncessit lusage doutil et de mthode de calcul non-conventionnels, repoussant ainsi nos limites. Ce type douvrage permet galement dviter les travaux en rivire ce qui est un avantage indniable en ce qui concerne le respect de lenvironnement.

    Une fois la construction termine, le pont Dominion accueillera quatre voies de circulation, en plus d'une piste cyclable et des trottoirs. Il permettra finalement de rduire la congestion sur cet axe routier.

    Un second article, paratre en 2012, fera tat de la ralisation des travaux.

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    RSUM1. INTRODUCTION 2. TYPES DE PONTS TUDIS 2.1 Types de ponts2.2 Option retenue: Pont bquilles reposant sur quatre cadres2.2.1 Tablier2.2.2 Bquilles et fondations

    3. AVANTAGES ET INCONVNIENTS DU CHOIX RETENU3.1 Environnement3.2 Constructibilit3.3 Dlais de construction et de fabrication3.4 Entretien et inspection3.5 Intgration architecturale3.6 Cots3.7 Choix retenu

    4. DVELOPPEMENT DE LA SOLUTION RETENUE4.1 Dimensions des sections et esthtisme de louvrage4.2 Phasage des travaux4.3 Effets du vent

    5. CONCEPTION5.1 Dimensionnement des poutres principales5.2 Dimensionnement des bquilles et analyse sismique5.3 Assemblage poutre/bquille

    6. ESTIMATION DES COTS7. CONCLUSION