CHAPITRE 02 : CONCEPTION DES PONTS 1. Introduction · – l’étude de détail de la solution retenue. 2. Recueil des données de l’ouvrage L’étude d’un pont ne peut être

CHAPITRE 02: CONCEPTION DES PONTS

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CHAPITRE 02 : CONCEPTION DES PONTS

1. Introduction

La conception d’un pont résulte, le plus souvent, d’une démarche itérative dont l’objectif est

l’optimisation technique et économique de l’ouvrage de franchissement projeté vis-à-vis de l’ensemble

des contraintes naturelles et fonctionnelles imposées, tout en intégrant un certain nombre d’exigences

de durabilité et de qualité architecturale ou paysagère.

Cette démarche de conception comprend, de façon générale, trois étapes :

– le recueil des données fonctionnelles et naturelles relatives à l’ouvrage et à l’obstacle franchi

;

– le choix d’une structure répondant aux exigences techniques, esthétiques et économiques ;

– l’étude de détail de la solution retenue.

2. Recueil des données de l’ouvrage

L’étude d’un pont ne peut être entreprise que lorsque l’on dispose de l’ensemble des données

du franchissement. Les informations indispensables pour engager cette étude dans de bonnes

conditions sont détaillées ci-après.

a) Implantation et caractéristiques d’ensemble de l’ouvrage

En rase campagne, l’implantation d’un ouvrage d’art est souvent fixée par le projet routier qui

l’englobe, mais rarement de manière impérative. Si le tracé ne comprend pas d’ouvrage exceptionnel,

le poids financier des ponts est, en principe, faible devant celui des terrassements. Par contre, s’il s’agit

de franchir une grande brèche ou un fleuve, l’implantation du pont ou du viaduc doit être examinée

avec soin. Une bonne collaboration doit s’instaurer entre le spécialiste des infrastructures (routières,

ferroviaires, ou autres) et celui des ouvrages d’art.

En milieu urbain, les contraintes d’environnement sont souvent déterminantes pour la

conception. Les caractéristiques géométriques doivent être choisies avec soin. Elles dépendent

essentiellement de la nature de la voie portée, mais peuvent être légèrement modifiées afin de

simplifier le projet du pont, améliorer son fonctionnement mécanique, ou offrir une plus grande liberté

dans le choix du type d’ouvrage. Les questions de biais et de courbure doivent être examinées avec

attention.

En règle générale, les grands ouvrages doivent, dans la mesure du possible, être projetés droits :

un biais, même modéré, complique l’exécution et induit un fonctionnement mécanique qui peut

s’écarter sensiblement des modèles de calcul de la résistance des matériaux classique. Cela dit, il arrive

souvent que les ouvrages aient un faible biais dont il peut être assez facilement tenu compte dans les

calculs.

Enfin, la question de la longueur du pont doit être posée : les progrès accomplis dans

l’exécution des terrassements ont bouleversé les données de la comparaison entre le coût d’un pont et

celui d’un remblai et, en l’absence de contraintes majeures d’ordres esthétique ou hydraulique, le

remblai constitue le plus souvent la solution la moins chère.


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b) Les données fonctionnelles

De manière générale, la construction d’un pont s’inscrit dans le cadre d’une opération plus

vaste, par exemple une opération routière ou ferroviaire. L’implantation de l’ouvrage résulte donc d’un

certain nombre de choix effectués au niveau de ladite opération. Le cadre du projet est donc fixé, et il

n’est pas toujours possible de tant soit peu le modifier car le coût du pont est souvent faible devant

celui de l’opération. Toutefois, en site urbain ou lorsque se posent des problèmes majeurs de

fondations, le choix du tracé doit impérativement tenir compte des ouvrages dont le coût relatif peut

alors être exceptionnellement élevé.

1. Données relatives à la voie portée

Les caractéristiques fonctionnelles de la voie portée sont le tracé en plan, le profil en long et le

profil en travers.

a) Le tracé en plan

Le tracé en plan est la ligne définissant la géométrie de l’axe de la voie portée, dessinée sur un

plan de situation et repérée par les coordonnées de ses points caractéristiques. Cet axe a un caractère

conventionnel: il n’est pas forcément l’axe de symétrie de la structure ou de la chaussée.

Dans toute la mesure du possible, il convient d’éviter les tracés en plan qui conduisent à des

ouvrages courbes ou mécaniquement biais.

b) Le profil en long

Le profil en long est la ligne située sur l’extrados de l'ouvrage (couche de roulement mise en

œuvre) définissant, en élévation, le tracé en plan. Il doit être défini en tenant compte de nombreux

paramètres liés aux contraintes fonctionnelles de l'obstacle franchi ou aux contraintes naturelles, et en

fonction du type prévisible de l’ouvrage de franchissement.

En règle générale, il convient d’éviter les ouvrages plats et horizontaux, pour des raisons

architecturales et d’écoulement des eaux pluviales. A fortiori, un profil en long en forme de cuvette

doit être proscrit: un point bas au milieu d'un pont crée une impression particulièrement disgracieuse.

c) Le profil en travers

Le profil en travers est l'ensemble des éléments qui définissent la géométrie et les équipements

de la voie dans le sens transversal. Il doit être soigneusement étudié car il est très difficile de le

modifier (par exemple, de l’élargir) si une telle possibilité n’a pas été prévue lors de la conception de

l’ouvrage.

2. Données relatives à l’obstacle franchi

Lorsque l’ouvrage projeté franchit une voie de communication (route, voie ferrée ou voie

navigable), il convient de respecter les caractéristiques fonctionnelles relatives à cette voie. Dans la

plupart des cas, il s’agit de respecter certaines hauteurs libres et certaines ouvertures.

a) Gabarits et hauteurs libres pour les ouvrages routiers

Le gabarit est une grandeur associée au véhicule routier: elle caractérise sa hauteur statique

maximale, chargement compris, dont le passage peut être accepté, dans des conditions normales de


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circulation, sous un ouvrage. Cette notion ne doit pas être confondue avec celle de hauteur libre (ou

tirant d’air), associée à l’ouvrage, qui représente la distance minimale entre tout point de la partie

roulable de la plate-forme et de la sous-face de l’ouvrage.

La hauteur libre minimale sous ouvrage d’art est:

– 4,30 m sur l’ensemble du réseau routier national, départemental et communal;

– 4,50 m sur les grandes routes de trafic international décrites dans l’accord de

Genève du 15 novembre 1975 (AGR) et précisées par décision ministérielle;

– 4,75 m sur les autoroutes.

Dans certains cas particuliers, cette hauteur libre minimale peut être réduite à 4,50 m sur

autoroute lorsque le contexte technico-économique le justifie. Mais, en règle générale, il convient de

l’harmoniser avec celle des ouvrages existant dans le maillage routier auquel appartient le nouvel

ouvrage. De plus, à la construction, une revanche de 10 cm doit être ajoutée à ces valeurs pour tenir

compte d’inévitables renforcements ultérieurs de la chaussée franchie et de possibles tassements des

appuis de l’ouvrage à construire.

b) Ouvertures des ouvrages routiers

La notion d’ouverture ne concerne, en fait, que les franchissements de voies routières.

Pour toute voie routière passant sous un pont, on caractérise son profil en travers par

l’ouverture utile droite comptée entre nus intérieurs des appuis de l’ouvrage qui l’encadrent.

c) Les données naturelles

1. Topographie

Il convient de disposer d’un relevé topographique et d’une vue en plan du site indiquant les

possibilités d’accès, ainsi que les aires disponibles pour les installations du chantier, les stockages, etc.

2. Les données géotechniques

Les données géotechniques sont évidemment fondamentales dans l’étude d’un ouvrage. Non

seulement elles déterminent le type de fondation des appuis, mais elles constituent l’un des éléments

du choix de la solution pour le franchissement projeté. Elles sont obtenues à partir d’une

reconnaissance qui doit donner les informations désirées sur le terrain naturel, le niveau de la nappe

(au sens le plus général) et le (ou les) niveau(x) possible(s) de fondation.

En ce qui concerne le terrain naturel, le projeteur doit, bien évidemment, connaître avec

précision sa topographie afin d'implanter correctement l’ouvrage, estimer les mouvements de terres et

choisir les emplacements les plus adéquats pour les installations de chantier, les accès aux différentes

parties de l’ouvrage et les aires de préfabrication éventuelles.

La connaissance du niveau de la nappe est un des éléments qui lui permettra de choisir le type

d’ouvrage et de fondation des appuis, ainsi que les procédés d'exécution de ces fondations.

Enfin, la reconnaissance géotechnique doit donner des indications quantitatives sur la nature

des terrains rencontrés:

– paramètres mécaniques de résistance (pour les problèmes de capacité portante);

– paramètres rhéologiques (pour les problèmes de tassement et de fluage);

– compacité (pour les problèmes de terrassements);


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– perméabilité (pour les problèmes d’épuisements ou de bétonnage dans les fouilles).

Dans le cas des ouvrages en site montagneux, la reconnaissance doit permettre de connaître les

zones instables éventuelles, les failles et les diaclases de la matrice rocheuse et, si possible, les

cheminements d’eau préférentiels qui constituent l'un des principaux facteurs d'instabilité des couches

d'éboulis.

3. Les données hydrauliques

Lorsqu’un ouvrage franchit un cours d’eau ou un canal, un certain nombre de renseignements

sont nécessaires. En dehors du relevé précis de la topographie du lit, il convient de connaître les

niveaux de l’eau qui influent sur la conception générale du franchissement et son implantation dans

l'espace, et permet d'apprécier l'opportunité de certaines méthodes d'exécution. Les principaux

renseignements sont les niveaux correspondant aux PHEC (plus hautes eaux connues), PHEN (plus

hautes eaux navigables) et PBE (plus basses eaux ou étiage).

En plus, dans le cas du franchissement d’un cours d’eau, il est indispensable d’en connaître le

régime : fréquence et importance des crues, débit solide, charriage éventuel de corps flottants

susceptibles de heurter les piles. Mis à part les chocs, le plus grand danger réside dans les

affouillements.

L'expérience montre qu'autour d'une pile de pont le lit de la rivière se creuse localement plus ou

moins profondément. Les affouillements ne se produisent pas uniquement dans les sols pulvérulents ;

les sols cohérents sont également érodés, de même que les roches tendres et altérées ou compactes.

De très nombreux ouvrages, des ponts, des quais, des barrages, des ouvrages de protection, ont

été détruits parce que les affouillements sont descendus au voisinage ou en dessous du niveau de leur

fondation.

Nous distinguons deux formes d’affouillements :

— L’affouillement généralisé : la puissance d'érosion du cours d'eau s'accroît alors

considérablement du fait de l'augmentation de la vitesse d'écoulement et les matériaux du lit sont

remaniés sur une certaine épaisseur. Ce phénomène temporaire entraîne une diminution de la stabilité

des fondations pendant la crue.

— L'affouillement local est une érosion des fonds résultant essentiellement de la

concentration de tourbillons d'axes horizontaux se développant autour de l'appui. Les matériaux du lit

sont arrachés à l'amont par la composante verticale de l'écoulement, soulevés et entraînés par le

courant. Il se forme un approfondissement, de forme conique dans le cas des sols sans cohésion, dont

le point le plus profond se situe près de la génératrice amont. Les sols cohérents et les roches peuvent

aussi être érodés par affouillement local.


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Il convient, donc, d’évaluer la hauteur d’affouillement potentielle au voisinage des appuis et de

limiter autant que possible le nombre des appuis en site aquatique.

4. Actions naturelles susceptibles de solliciter un pont

Outre l’action d’un cours d’eau mentionnée plus haut, les autres actions naturelles susceptibles

de solliciter un pont sont des actions directes comme celles du vent, dont la force peut être accrue dans

le cas d’une vallée encaissée, de la neige et de la glace, des séismes, de la houle dans le cas du

franchissement d’un estuaire ou d’un bras de mer, et des actions indirectes comme celles des embruns

et, de façon générale, les actions physico-chimiques du milieu environnant. Vis-à-vis de ces dernières,

des dispositions constructives appropriées (enrobage des aciers passifs, choix d’un béton à hautes

performances) doivent être examinées en détail.

3. Choix du type d’ouvrage

Après avoir recueilli l’ensemble des données relatives à l’ouvrage, le projeteur recherche les

solutions techniquement envisageables en évaluant leur coût et leur aspect architectural. Pour aboutir

au meilleur choix, à la fois sur les plans technique, économique et esthétique, il doit bien connaître

l’éventail des solutions possibles, avec leurs sujétions, leurs limites et leur coût.

La portée d’un ouvrage à une seule ouverture, ou la portée déterminante (c’est-à-dire la plus

longue) d’un ouvrage à plusieurs ouvertures, est un facteur déterminant du type d’ouvrage, bien qu’elle

constitue souvent elle-même l’un des éléments principaux du choix.

Les tableaux suivants résument les domaines d’emploi des différents types d’ouvrages.


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CHAPITRE 03: DIFFERENTS TYPES DES PONTS

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CHAPITRE 03 DIFFERENTS TYPES DES PONTS

Introduction

Pour élaborer des routes, on rencontre différents obstacles tels que les oueds ou rivières, les

montagnes, les chemins de fer et les autres routes. Pour les franchir, on construit des ouvrages

artificiels, qui portent le nom : Ouvrages d’Art.

Parmi ces ouvrages d’art nous distinguons les ponts.

Les différents types des ponts

I. BUSES ET DALOTS

Ce sont des ouvrages hydrauliques ou routiers en béton armé ou en acier, de forme

cylindrique, rectangulaire, ovale ou en arc.

En général ces ouvrages sont des tubes de sections courantes (normalisées) noyées dans le

remblai à la surface du sol naturel. On y distingue trois catégories :

1- Les buses rigides: en béton généralement construites par mise bout à bout d’éléments

préfabriqués armés ou non. Ils sont considérés également comme des tuyaux. Ces ouvrages

de plus en plus rarement employés comme franchissement d’oueds.

Exemple d’une buse circulaire

2- Les buses souples, métalliques à section circulaire ou ovoïde construites par un

assemblage de plaques ondulées. Elles peuvent fournir une solution compétitive dans la

gamme des portées allant de 2 à 6m (elles peuvent atteindre une dizaine de mètres

d’ouverture), leur souplesse permet d’absorber des charges assez importantes sous l’effet

d’un fort remblai. L’exécution des remblais doit être particulièrement soignée et les

conditions de durabilité examinées avec attention. Les buses les plus connus sont les buses «


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Armco ». Les tôles sont galvanisées. Les diamètres les plus courants varient de 0,15 à 6,40 m

et les ouvertures de 0,40 m à 8,50m (ovales).

Exemple d’une buse ovoïde et forme des tôles

3- Les dalots : sont des ponts de faible portées (jusqu’à 5 ou 6 m) sous forme de cadres à section moyenne rectangulaire (les plus répandus en Algérie) en béton armé. Ils sont fondés

sur semelle si le terrain est rocheux ou sur radier en béton armé dans le cas contraire. Ces

ouvrages sont soit coulés sur place soit préfabriqués. Dans ce dernier cas, l’ouvrage est

composé par plusieurs éléments qui s’emboîtent en mâles-femelles. Les sections sont

normalisées mais elles peuvent aussi être préfabriquées sur commande.

Schéma d’un dalot


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II. PONTS A POUTRES

1- QUELQUES TERMES CLES

Biais géométrique (ϕ) :

Angle entre l’axe longitudinal de l’ouvrage et l’axe d’une ligne d’appui (exprimé

habituellement en grades).

Portée (l) :

Distance entre deux lignes d’appuis successives ou entre les centres de gravité de deux

sections d’encastrement successifs.

Ouverture (droite / biaise / totale) :

Distance libre entre les parements de deux appuis successifs (droite = mesurée

perpendiculairement aux appuis / biaise = mesurée suivant l’axe de l’ouvrage) ou extrêmes

(totale).

Droite = L’1 ou L’2


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Biaise = L1 ou L2

Totale = L1 + L2

Elancements:

Traverse = épaisseur traverse / ouverture (=e31/L1)

Tablier = épaisseur tablier / portée déterminante

Poutre = hauteur poutre / portée déterminante

Balancement (α) = longueur travée d’équilibrage / portée déterminante.

Travées multiples :



entretoise d'appui Poutres principale hourdis d

l c

hp

2- Ponts à poutres en BA

Le tablier comporte ou non des entretoises. Dans le premier cas, les poutres sont disposées

en se touchant au niveau des hourdis (tables) et leur liaison est assurée par les entretoises au

moyen de soudure des barres d'attente sortant de la table et des entretoises. Dans le deuxième

cas, la liaison entre les poutres principales est assurée par le hourdis et par les entretoises d'about.

Les entretoises intermédiaires compliquent l'exécution du tablier, ainsi on est souvent

amené à les éliminer et à ne disposer que des entretoises sur appui. Celles-ci ont pour rôle de

servir lors du vérinage. Dans ce cas les poutres sont plus nombreuses (et par conséquent plus

rapprochés) que dans le cas des tabliers entretoisés. Ainsi, nous présentons ci-après une

comparaison entre l’ancienne conception et la nouvelle conception des tabliers des ponts à

poutres.

Les pré dimensions des éléments de ce type sont les suivants:

1-b)

hd

hp

Ltr Lr Ltr

bp

Le b0 b0 b0 b0 Le



Ouvrages courants et non courants

Ouvrages non courants sont les ouvrages répondant aux caractéristiques suivantes :

- au moins une travée de plus de 40 m,

- surface supérieure à 1200 m²,

- tranchées couvertes ou semi ouvertes de plus de 300 m,

- tunnels creusés ou immergés,

- ponts mobiles ou ponts canaux.



PONTS A POUTRES TYPES : Typologie et quelques caractéristiques

BETON PRECONTRAINT – MODES DE REALISATION

Précontrainte par pré-tension (ou à armatures adhérentes)

– Les torons sont tendus avant coulage du béton et ancrés sur des culées extérieures à la pièce à

précontraindre.

– Le béton est coulé au contact des torons.

– Après prise du béton, les ancrages sont déposés et les torons s’ancrent dans le béton par

frottement direct sur le béton ce qui a pour effet de le comprimer.

Précontrainte par post-tension

– Des gaines vides sont placées dans la pièce avant le coulage du béton.

– Après prise du béton, on y introduit des câbles que l’on tend avec des vérins.

– Les câbles sont ancrés à chaque extrémité ce qui permet de maintenir la compression du béton

lors de l’enlèvement des vérins.



3- PONTS A POUTRES TYPES – PRAD (PRAD = ponts à poutres Précontraintes

par fils Adhérents)

PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier - Domaine d’emploi

PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier – Construction Poutres (fabrication)



PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier – Construction Poutres (exemples)

PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier – Construction Poutres (pose)



PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier – Construction

PONTS A POUTRES TYPES – PRAD – Tablier – Construction Hourdis

Trois rôles essentiels :

- liaisonnement transversal des poutres

- table de compression du tablier

- support de l’étanchéité et du revêtement

Morphologie :

- en béton armé

- coulé en place

- sur coffrages perdus

- épaisseur 0,20 à 0,24 m



4- PONTS A POUTRES TYPES – VIPP (VIPP = Viaduc à travées Indépendantes à

Poutres Précontraintes)

PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier - Morphologie

PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier - Domaine d’emploi

PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier – Construction Poutres (fabrication)

PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier – Construction Poutres



PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier – Construction

PONTS A POUTRES TYPES – VIPP – Tablier – Construction

Phasage de mise en précontrainte

- Préfabrication des poutres et mise en tension de quelques câbles de la première famille

1 ou 2 jours après bétonnage

- Mise en attente des poutres sur stock,

- Mise en œuvre du complément de précontrainte de la première famille à 28 jours et

mise en place des poutres sur leurs appuis définitifs

- Réalisation en place des entretoises et coulage du hourdis

- Mise en tension de la deuxième famille de câbles



5- PONTS A POUTRES TYPES – PPE (PPE = Ponts à Poutrelles Enrobées)

PONTS A POUTRES TYPES – PPE – Tablier – Morphologie

PONTS A POUTRES TYPES – PPE – Tablier - Domaine d’emploi

PONTS A POUTRES TYPES – PPE – Tablier – Construction Poutres (perçage et pose)



PONTS A POUTRES TYPES – PPE – Tablier – Construction Ferraillage et bétonnage en

deux phases (minimum)



6- Pont mixte acier-béton

Morphologie bi-poutres

Les ponts métalliques "bipoutres mixtes" sont constitués :

• de deux poutres métalliques en I, généralement de hauteur constante

• d'une dalle en béton armé connectée

Le domaine d'emploi de ces ouvrages correspond aux portées de 25 à 110 mètres. Les

portées maximales, pour les travées continues, dépassent rarement 110 m, mais le record

mondial est de 150 m.

Pour les travées indépendantes, la portée maximale dépasse rarement 90 m. L'élancement

Hp/L économique est actuellement :

Pour les travées indépendantes : 1/22

Pour les travées continues :

o de hauteur constante : 1/28

o de hauteur variable : 1/25 sur appui et de 1/40 à 1/50 à la clé

Ouvrage de faible largeur

Largeur de dalle < 13 ou 14 m :

Entretoises à mi-hauteur, espacées de 8 m environ

Dalle en béton armé

Ouvrage de grande largeur



Largeur de dalle > 13 ou 14 m :

Pièces de pont, espacées de 4 m environ

Dalle en béton armé avec précontrainte transversale pour les grandes largeurs

La dalle de couverture d’épaisseur comprise entre 20 et 30 cm est connectée aux poutres

métalliques et aux pièces de pont pour participer à la résistance en flexion.

Sans connexion, la dalle s'appuierait simplement sur la poutre qui supporterait seule la

flexion d'ensemble.

III. PONTS CADRES ET PORTIQUES

Sont des ponts cadres et portiques types : les structures en béton armé coulées en place à appuis

et fondations intégrées :

PONTS TYPES – Domaine d’emploi



PONTS TYPES - PICF – Domaine d’emploi – Elancements

PONTS TYPES - PIPO – Domaine d’emploi – Elancements



IV. PONTS DALLES



PONTS DALLES TYPES - PSIDA - Dalle – Domaine d’emploi - Elancements



PONTS DALLES TYPES - PSIDP – Dalle – Domaine d’emploi

PONTS DALLES TYPES - PSIDP – Dalle – Domaine d’emploi



PONTS DALLES TYPES - PSIDA et PSIDP - Dalle

AVANTAGE :

- simplicité des formes

- coffrages simples et réutilisables

- mode de construction bien adapté pour des géométries biaises et/ou courbes

- tablier d’un pont dalle plus résistant aux chocs que le tablier d’un pont à poutres

INCONVENIENTS:

- rendement plus faible par rapport aux ponts à poutres

- construction sur cintre plus pénalisante pour le gabarit sous l’ouvrage en phase de

construction par rapport aux ponts à poutres

PONTS DALLES TYPES - PSIDN – Dalle – Nervures

PONTS DALLES TYPES - PSIDN – Dalle – Elancements



PONTS DALLES – PSBQ ( PSBQ = Passage Supérieur à Béquilles)



PONTS DALLES – PSBQ – Domaine d’emploi

Biais maximal = 70 gr

Autres caractéristiques

Le sol doit être capable d’encaisser des efforts inclinés sans déplacements

Le sol de fondation doit être insensible à l’eau et supporter sans tassements notables des

pressions de l’ordre de 0,5 MPa

Attention aux chocs de camions sur les béquilles donc éviter d’encadrer trop strictement le gabarit.

V. Poutre-caisson

1. Morphologie



2. Câblage

Coupe transversale

Précontrainte intérieure

Câbles de fléau

Assemblage des voussoirs pendant la phase de construction

Câbles de continuité

Assemblage des fléaux et des extrémités du tablier



Précontrainte extérieure

La précontrainte extérieure est couramment utilisée en câblage de continuité depuis les

années 1980.

3. Précontrainte

Armatures

Les câbles sont composés de torons : par exemple un câble 12T15S est composé de 12

torons de 15,7 mm de diamètre et d’une section de 150 mm² chacun.

Ancrage

Les câbles sont ancrés à la structure au moyen de clavettes ou mors, plaque et tromplaque.

Protection des câbles

Conduits

Les armatures sont disposées dans des conduits ou gainesƒ Précontrainte intérieure : les

conduits en feuillard d’acier sont noyés dans le béton.

ƒ Précontrainte extérieure : les conduits sont généralement en polyéthylène haute densité

(PEHD) et disposés à l’extérieur du béton et à l’intérieur des caissons.



Produits de protection

Les armatures sont protégées contre la corrosion

ƒ Précontrainte intérieure : les conduits sont injectés au coulis de ciment

ƒ Précontrainte extérieure : les conduits peuvent être injectés soit par du coulis de ciment

soit par des produis souples (cire ou graisse).

Cas des monotorons

Chaque toron est protégé contre la corrosion par une gaine en PEHD injectée à la cire ou à

la graisse.

L’ensemble du faisceau de monotorons est disposé dans une gaine en PEHD injectée au

coulis de ciment.

VI. Poutre à câbles

Les ponts à câbles porteurs peuvent être classés en deux grandes catégories :

- les ponts à haubans

- les ponts suspendus

1. PONTS À HAUBANS

Dans un pont à haubans, le tablier repose d'une part sur des appuis rigides, les culées et les

piles des .pylônes, d'autre part sur des appuis élastiques constitués par des câbles rectilignes

obliques appelés haubans

Système à haubans

Depuis les années 1950, le système à haubans dépasse pratiquement tous les systèmes

concurrents jusqu’ici aussi bien dans les petites passerelles que dans les ponts-rails à grande

portée.



Il y a plusieurs raisons :

- Les câbles de haute résistance

- Permet une variété architecturale

- Seul système utilisable sur mauvais sols

- Les déformations sont plus petites que dans un pont suspendu

- Il peut être monté facilement

Composantes

Conception

Système longitudinale

- Haubans multiples (grâce à l’informatique)

- Configuration



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

Pylônes

Les pylônes travaillent essentiellement en compression. Il est donc économique de les

construire en béton.

Haubans

Les qualités essentielles des haubans pour les ponts sont :

Ils doivent être individuellement remplaçables. Ceci implique que les haubans doivent

être ancrés sur le pylône et le tablier par des culots d’ancrage et ne doivent pas passer sur

des selles.

Ils doivent pouvoir être inspectés sur toute la longueur. Les têtes d’ancrage doivent donc

être appuyées sur des systèmes à écrous ou similaires, situés sur la face arrière. Il faut que

l’inspection soit possible visuellement pour la surface, mais aussi pour le hauban complet

en profondeur, avec des équipements d’induction magnétique.

Le module d’Young doit être élevé et constant. L’amplitude de fatigue acceptable doit être élevée.



2. PONTS SUSPENDUS

Les ponts suspendus étaient autrefois très utilisés pour franchir des brèches supérieures à

50 m. Les progrès réalisés dans la construction des ouvrages d'art, en acier ou en béton, ont

considérablement réduit le domaine d'emploi de ces ponts. Les ponts suspendus ne sont plus

utilisés que pour franchir les très grandes portées.

Les composants

Il est rangé dans la famille des ponts à câbles, combinant la traction, la compression et la

flexion dans un fonctionnement plus complexe que les précédentes familles.

Les pylônes s'élèvent au-dessus du tablier et supportent un ou deux câbles principaux,

appelés câbles porteurs, qui vont d'une culée à l'autre, un de chaque côté du tablier. Ces câbles

soutiennent le tablier par l'intermédiaire d'un ensemble de câbles verticaux : les suspentes.

CHAPITRE 04: ACTIONS ET COMBINAISONS D’ACTIONS


CHAPITRE 04 ACTIONS ET COMBINAISONS D’ACTIONS

Introduction

Les actions appliquées à un pont sont de deux types :

Les actions hors trafic,

Les actions dues au trafic.

Il convient de classer les actions de trafics concernés et les autres actions spécifiques exercées

sur les ponts. Les actions hors trafic sont composées d’actions permanentes et actions variables.

Les actions de trafic sur les ponts routiers, les passerelles consistent en actions variables et en

actions accidentelles, représentées par différents modèles.

Les règlements de charges sur les ponts sont regroupés dans le fascicule 61, titre I et III du

Cahier des Prescriptions Communes (C.P.C.) qui sont relatifs respectivement aux ponts-rails et

ponts-canaux avec RCPR08 relatif aux ponts-routes.

Actions sur les ponts routes dues au trafic

1. Types de surcharges

Le règlement RCPR08 définit essentiellement :

Les charges routières normales avec deux systèmes différents: Système A et système

B;

Les charges routières à caractère particulier du type militaire et du type exceptionnel;

Les charges sur les trottoirs et sur les pistes cyclables du type local et du type général ;

Les charges sur remblais;

Les charges dues au vent, aux séismes et les efforts dus à un choc de bateaux sur un

appui de pont.

Les systèmes A,B, militaires et exceptionnels sont distincts et indépendants, leur effets ne

peuvent être appliqués simultanément. Le système A ne donne pas un effet défavorable pour le

calcul des hourdis et par conséquent ne sera utilisé que pour le calcul des sollicitations dans les

autres éléments t.q. celui des poutres principales. Le système B est en général utilisé pour tous les

éléments d'un pont. Alors que les charges routières à caractère particulier ne sont à prendre en

compte que pour les itinéraires classés à cet effet.

2. Définitions

Avant de procéder à l'étude de ces chargements, on définit tout d'abord certaines notions qui

seront utiles pour la suite.

Toutes les parties de tablier ne sont pas forcément à charger par les charges de chaussée. Il

faut donc définir une largeur chargeable qui se déduit elle-même de la largeur roulable. On donne

ci-dessous les définitions correspondantes:

* Largeur roulable (Lr): C'est la largeur de tablier comprise entre dispositifs de retenue, s'il

y en a, ou bordures. Elle comprend donc la chaussée proprement dite et les surlargeurs éventuelles

telles que les bandes d'arrêt d'urgence (BAU), bandes dérasées (BDG), etc.



3

* Largeur chargeable (Lch):

Lch = Lr - n . 0,5 (1)

Lch: largeur chargeable en m.

Lr: Largeur roulable en m

n: Nombre de dispositifs de retenue; n ≤ 2.

Le règlement introduit également deux autres notions géométriques. Il s'agit du nombre de

voies de circulation et de la classe de pont.

* Nombre de voies (Nv): Par convention, le nombre de voies de circulation des chaussées Nv

est tel que:

Nv = E( Lch )

Lch: largeur chargeable en m.

Le symbole E désigne la partie entière.

Exceptions: Les chaussées comprises entre 5 m (inclus) et 6 m sont considérées comme ayant

2 voies.

* Largeur d'une voie (V): La largeur d'une voie de circulation, V, est donné par:

V=Lch/Nv

* Classe des ponts : Les ponts sont rangés en 3 classes suivant leur largeur roulable, Lr, et

leur destination:

1ère classe: tous les ponts supportant une largeur roulable supérieure ou égale à 7 m c.à.d.

Lr≥7 m et ceux portant des bretelles d'accès à de telles chaussées, ainsi que les autres ponts

éventuellement désigné par le Cahier des Prescriptions Spéciales (C.P.S.), tels que ponts urbains ou

en zone industrielle avec risque d'accumulation de poids lourds quelque soit leur largeur.

2ème classe: tous les ponts autres que ceux de la 1ère classe supportant des chaussées de

largeur roulable comprise strictement entre 5,50 m et 7 m, c.à.d., 5,5 m < Lr < 7 m.

3ème classe: les ponts autres que ci-dessus portant des chaussées de 1 ou 2 voies de largeur

roulable inférieure ou égale à 5,5 m. c.à.d. Lr ≤ 5,5 m.



3. Charges routières normales

a. Système de charge "A"

Ce système se compose des charges uniformément réparties d'intensité variable suivant la

longueur surchargée et qui correspondent à une ou plusieurs files de véhicules à l'arrêt sur le pont.

Elles représentent un embouteillage ou un stationnement (pont urbain équipé de feux aux extrémités

ou embouteillage d'ordre quelconque), ou bien tout simplement une circulation continue à une

vitesse à peu près uniforme d'un flot de véhicules composé de voitures légères et de poids lourds.

Ainsi, la chaussée des ponts de portées unitaires inférieures à 200 m est soumise à une surcharge

uniformément répartie dont l'intensité est égale au produit de AL (variable avec la longueur

surchargée L) par des coefficients a1 et a2 donnés ci-après.

La valeur de AL est donnée par la formule:

Cette valeur de AL est à multiplier par des coefficients de corrections a1 et a2. Les valeurs du

coefficient a1 sont données dans le tableau ci-dessous:

Mais si la valeur de A1= a1 x AL trouvée par application des règles ci-dessus est inférieur à

(4 – 0,002 L) exprimé en kN/m2.

Ensuite, la charge A1 est multipliée par le coefficient a2 qui est donné par:

On rappelle que V étant la largeur d'une voie V = Lch/Nv

3,50 m pour les ponts de la 1ère classe

Vo ayant pour valeur = 3,00 m pour les ponts de la 2ème classe

2,75 m pour les ponts de la 3ème classe

Donc en général on a:

A2 = a1 x a2 x AL

à appliquer uniformément sur toute la largeur de chaussée des voies considérées. Cette valeur

tient compte des effets dynamiques et donc elle n'est pas à multiplier par un coefficient de

majoration dynamique.

b. Système de charge "B"

Les charges de type B sont composées de 3 systèmes distincts:

Le système Bc se composant de camions types.



Le système Bt composé de groupes de 2 essieux (essieux-tandems).

Le système Br qui est une roue isolée.

Ces convois sont mobiles et les valeurs de charges de ces trois types sont multipliées par un

coefficient de majoration dynamique, į, qui sera explicité par la suite.

Convoi Bc

Le convoi Bc se compose d'un ou au maximum de 2 camions types par file. Dans le sens

transversal le nombre de files est inférieur ou égal au nombre de voies. Les caractéristiques du

convoi Bc sont présentées ci-après.

II convient naturellement de disposer moins de files que de voies de circulation si cela est plus

défavorable, mais on ne doit pas disposer plus de files que de voies, même si cela est

géométriquement possible (chaussées de 7.50 et 10,50 m par exemple).

Dans le sens transversal, chaque file est supposée circulant dans l’axe dune bande

longitudinale de 2.50 m de largeur. Les diverses bandes peuvent être contiguës ou séparées.

En fonction de la classe du pont et du nombre de files considérées, les valeurs des charges du

système Bc prises en compte sont multipliées par les coefficients bc du tableau ci après :



Convoi Br

La roue isolée, qui constitue le système Br porte une charge de 100 kilo Newtons. Sa surface

d’impact sur la chaussée est un rectangle uniformément chargé dont le côté transversal mesure 0, 60

m et le côté longitudinal 0,30 m.

Convoi Bt

Un tandem du système Bt comporte deux essieux tous deux à roues simples munies de

pneumatiques et répondant aux caractéristiques suivantes :

Chaque tandem est supposé circuler dans l'axe d'une bande longitudinale de 3 m de large.

Pour les ponts à une voie un seul tandem est disposé sur la chaussée, pour les ponts supportant

au moins deux voies, deux tandems au plus sont disposés de front sur la chaussée, les deux bandes

longitudinales qu'ils occupent pouvant être contiguës ou séparées de façon à obtenir la situation la

plus défavorable pour l'élément considéré.

En fonction de la classe du pont, les valeurs des charges du système Bt prises en compte sont

multipliées par les coefficients bt suivants :



c. Coefficient de majoration dynamique

Les charges du système B sont frappées de majorations dynamiques et le coefficient de

majoration applicable aux trois systèmes Bc , Bt, Br est le même pour chaque élément d'ouvrage. Le

coefficient de majoration dynamique relatif à un tel élément est déterminé par la formule :

Dans laquelle :

L : représente la longueur de l'élément exprimée en mètres,

G : sa charge permanente,

S : sa charge B maximale.

La valeur de S à introduire dans la formule est celle obtenue après multiplication par le

coefficient bc ou bt.

Quand il s'agit de poutres ou fermes maîtresses, pour chaque travée ou arche de pont à

plusieurs travées ou arches (solidaires ou indépendantes) ou pour la travée ou l'arche d'un pont à

travée ou arche unique, la longueur L est la portée de la travée ou arche considérée. G est le poids

total de l'ouvrage dans cette travée ou arche. S est le poids total le plus élevé des essieux du système

B qu'il est possible de placer sur le tablier de cette travée ou arche en respectant les règles fixées

aux paragraphes 4.5.1 et 4.5.3 du présent chapitre.

Le coefficient δ ainsi obtenu s'applique à tous les éléments des poutres ou fermes maîtresses

de la travée ou arche considérée, ainsi qu'à leurs entretoises de solidarisation si ces fermes sont des

fermes multiples sous chaussée.

Quand il s'agit de la couverture ou du tablier d'un pont de troisième classe, la valeur du

coefficient δ est bornée supérieurement à 1.4.

d. Efforts de freinage

Les charges de chaussée des systèmes A et Bc. sont susceptibles de développer des réactions

de freinage, efforts s'exerçant à la surface de la chaussée, dans l'un ou l'autre sens de circulation.

Dans les cas courants la résultante de ces efforts peut être supposée centrée sur l'axe

longitudinal de la chaussée.

Les efforts de freinage n'intéressent généralement pas la stabilité des tabliers. Il y a lieu de les

considérer pour la stabilité des appuis (piles et culées) et la résistance des appareils d'appui qui sont

justifiés suivant les règles en usage.



L'effort de freinage correspondant à la charge A est égal à :

Chaque essieu d'un camion du système Bc peut développer un effort de freinage égal à son

poids. Parmi les camions Bc que l'on peut placer sur le pont, un seul est supposé freiner. Les

camions sont disposés suivant les règles énoncées pour développer l'effet le plus défavorable.

Les efforts de freinage développés par le système Bc ne sont pas à majorer pour effets

dynamiques.

Cependant les coefficients bc s'appliquent aux efforts de freinage développés par le système

Bc.

e. Forces centrifuges

Les forces centrifuges sont calculées uniquement à partir du système Bc dans les conditions

suivantes :

Sur les ponts où la chaussée est en courbe, tous les camions du système Bc disposés sur la

chaussée sont susceptibles de développer des efforts centrifuges, horizontaux, normaux à l'axe de la

chaussée et appliqués à sa surface.

En désignant par R (en mètres) le rayon du tracé de l'axe de la chaussée sur le pont il y a lieu

d'adopter, pour la force centrifuge développée par un essieu, une fraction de son poids égale à :

f. Charges sur les remblais

En vue de la justification des éléments ou structures susceptibles d'être soumis à des efforts de

la part des remblais d'accès aux ponts, on considère que ces remblais sont susceptibles de recevoir

une charge de dix kilo Newtons par mètre carré, répartie sur toute la largeur de la plate-forme, les

talus étant exclus.

g. Charges militaires

Pour permettre la circulation des convois militaires de l’une des classes M80 ou M120, les

ponts doivent être calculés pour supporter les véhicules types décrits ci-après, susceptibles dans

certains cas d'être plus défavorables que les surcharges des systèmes A et B.

Le CCTP précise alors la classe à considérer.

Chaque classe se compose de deux systèmes distincts Mc et Me dont il y a lieu d’examiner

indépendamment les effets pour chaque élément du pont. Chaque système étant exclusif de tout

autre charge routière :

Le système Mc se compose de véhicules types à chenilles :



Le système Me se compose d'un groupe de deux essieux.

Les majorations dynamiques sont applicables aux charges militaires, le coefficient de

majoration étant calculé par la même formule que celle qui est donnée en 4.6 pour le système B.

Dans l'application de cette formule, le symbole S représente le système de charges militaires qu’il

est possible de disposer sur la même surface que celle qui est à considérer pour le système B suivant

l'élément calculé.

Pour une classe donnée de charges (80 ou 120) le coefficient de majoration applicable aux

deux systèmes Mc, Me est le même pour chaque élément d’ouvrage.

Les charges militaires sont supposées ne développer aucune réaction de freinage, ni force

centrifuge.

Convoi Mc 80

Convoi Mc 120



Les véhicules des systèmes Mc peuvent circuler en convoi ; dans le sens transversal, un seul

convoi est supposé circuler quelle que soit la largeur de la chaussée ; dans le sens longitudinal, le

nombre des véhicules du convoi n'est pas limité et la distance de deux véhicules successifs est

déterminée pour produire l'effet le plus défavorable, la distance libre entre leurs points de contact

avec la chaussée devant être au moins égale à 30,50m.

Les impacts des chenilles sur la chaussée sont dirigés parallèlement à l’axe de celle-ci et

peuvent être disposés sur toute la largeur chargeable sans pouvoir empiéter sur les bandes de 0,50 m

réservées le long des dispositifs de sécurité.

Convoi Me 80

Convoi Me 120

Les rectangles d'impact des essieux constituant les systèmes Me sont disposés normalement à

l'axe longitudinal de la chaussée et peuvent être placés n’importe où sur la largeur chargeable sans

pouvoir empiéter sur les bandes de 0,50 m réservées le long des dispositifs de retenue.



h. Charges exceptionnelles

Sur les itinéraires classés pour permettre la circulation de convois lourds exceptionnels de l'un

des types D ou E, les ponts doivent être calcules pour supporter le véhicule-type correspondant

décrit ci-après susceptible dans certains cas d'être plus défavorable que les charges des systèmes A

et B.

Les charges exceptionnelles ne sont pas frappées de majorations pour effets dynamiques ;

elles sont supposées ne développer aucune réaction de freinage, ni force centrifuge.

Les convois lourds exceptionnels sont supposés rouler sur les ponts à une vitesse au plus égale

à 10 km/h, ce qui justifie l'absence d'effets annexes.

Convois types D

Le convoi D280 ou D240 est supposé circuler seul quelque soient la largeur et la longueur du

pont ; dans le sens longitudinal il est disposé pour obtenir l'effet le plus défavorable.

Dans le sens transversal, son axe longitudinal est réputé situé à 3,50 m du bord de la largeur

chargeable.

o Convoi type D280

o Convoi type D240

Convois types E

Le convoi E400 ou E360 est supposé circuler seul quelque soient la largeur et la longueur du

pont ; dans le sens longitudinal il est disposé pour obtenir l'effet le plus défavorable.



Dans le sens transversal, son axe longitudinal est réputé situé à 3,50 m du bord de la largeur

chargeable.

o Convoi type E400

o Convoi type E360

i. Charges sur les trottoirs.

Les charges qui sont utilisées dans la justification des éléments de tabliers prennent le nom de

charges locales, celles qui servent à la justification des poutres maîtresses sont appelées charges

générales.

Les diverses charges de trottoirs ne sont pas frappées de majorations pour effets dynamiques.

Charges locales

Une charge uniforme de 4,50 kilo Newtons par mètre carré est supportée par les trottoirs de

tous les ouvrages, y compris les bandes éventuelles de séparation des chaussées et des pistes

cyclables.

Elle est prise en compte pour le calcul de tous les éléments des couvertures et des tabliers,

dalles, longerons, pièces de pont, suspentes, entretoises, mais non pour celui des poutres

principales. Elle est disposée tant en longueur qu'en largeur pour produire l'effet maximal envisagé.

Les effets peuvent éventuellement se cumuler avec ceux du système B ou des charges

militaires.



Charges générales

Pour la justification des poutres maîtresses qui supportent à la fois une chaussée et un ou des

trottoirs, il y a lieu d'appliquer sur les trottoirs une charge uniforme de 1,50 kiloNewtons par mètre

carré de façon à produire l'effet maximal envisagé.

Dans le sens de la largeur, chaque trottoir est chargé dans sa totalité, mais les deux trottoirs,

s'il y en a deux, peuvent n'être pas chargés simultanément.

Dans le sens de la longueur, les zones chargées sont choisies de la manière la plus

défavorable.

Il est loisible, en vue de simplifier les calculs, de charger les trottoirs sur les mêmes longueurs

que la charge A pour obtenir l'effet envisagé.

Pour la justification des poutres maîtresses des ouvrages qui sont réservés à la circulation des

piétons et des cycles, on doit disposer une charge uniforme, a, dont l'intensité, fonction de la

longueur chargée, l, est donnée en kilo Newtons par mètre carré par la formule :

Où l est exprimée en mètres.

j. Charges sur les garde-corps

Il y a lieu de supposer que peut s'exercer sur la main courante d'un garde-corps pour piétons

une poussée normale horizontale et uniforme q, donnée en fonction de la largeur du trottoir, b,

exprimée en mètres par la formule :

q = 0,50 (1 + b) kilo Newtons par mètre linéaire, avec maximum de 2,500 kN/m.



4. Actions accidentelles

a. Forces d'impact des véhicules sous le pont

Forces d'impact contre les piles et autres éléments porteurs

Les piles doivent être calculées pour résister à un effort statique concentré agissant

horizontalement à 1,25 m au-dessus du niveau de la chaussée, et égal à :

- 1000 kN dans le sens du déplacement des véhicules

- 500 kN dans le sens perpendiculaire du déplacement des véhicules

La surface d’impact est égale à 25 cm x 25 cm.

Forces d'impact contre les tabliers

Elles sont de :

- 500 KN sur les autoroutes et,

- 250 KN pour les voies urbaines et dépendent des gabarits.

La surface d’impact est égale à 25 cm x 25 cm.

Chocs de véhicules ferroviaires sur piles

Le CCTP précise les forces statiques équivalentes, sur la surface ou le point d’impact, à

appliquer en fonction de la distance entre l’appui et l’axe de la voie d’une part et le système

constructif (structure continue ou non) d’autre part.

Chocs de bateaux sur piles

Pour le choc frontal :

- 10000 kN pour les grands gabarits,

- 1200 kN pour les petits gabarits.

Pour le choc latéral :

- 2000 kN pour les grands gabarits

- 240 kN pour les petits gabarits.



b. Actions de véhicules sur le pont

Véhicules sur les trottoirs et les pistes cyclables

Si une barrière de sécurité d'un niveau de retenue approprié est prévue, il n'est pas nécessaire

de prendre en considération des charges de roue ou de véhicule au-delà de cette protection.

il convient, sur les parties non protégées du tablier, de placer une charge accidentelle

correspondant à un camion Bc de telle sorte que l'on obtienne l'effet le plus défavorable à proximité

de la barrière.

Forces d'impact sur les bordures

Il convient de considérer l'action due à l'impact d'un véhicule sur les bordures ou le bord

relevé de la chaussée comme une force latérale égale à 100 kN agissant à une hauteur de 0,05 m

sous le niveau supérieur de la bordure.

Il convient de considérer que cette force agit sur une longueur de 0,5 m, qu'elle est transmise

par les bordures aux éléments structuraux qui les supportent et qu'elle se diffuse à 45° dans les

éléments structuraux rigides. Par ailleurs, lorsqu'elle est défavorable, il convient de tenir compte

d'une charge verticale de trafic agissant simultanément avec la force d'impact et égale à 100 KN.

Forces d'impact sur les dispositifs de retenue des véhicules

Le CCTP précisera l’effort horizontal de calcul à prendre en compte. A défaut, il pourra être

utilisé une force de 500 kN.

La force horizontale, agissant transversalement, peut être appliquée à 100 mm au-dessous du

niveau supérieur du dispositif de retenue choisi ou à 1,0 m au-dessus du niveau de la chaussée ou du

trottoir, le niveau à prendre en compte étant le plus faible des deux ; on considère que la force agit

sur une longueur de 0,5 m.



Combinaisons des actions

1. Coefficients pour les actions permanentes

2. Coefficients pour les actions dues au trafic

Notations :

Les combinaisons définies ci-après sont à considérer pour les justifications de l’ouvrage avec

les notations suivantes :

T la variation uniforme de température,

Δθ le gradient thermique vertical,

Gmax l'ensemble des actions permanentes défavorable (y compris tassements

d'appuis),

Gmin l'ensemble des actions permanentes favorables,

Qr les charges de chaussées A(l) ou B avec les charges de trottoirs,

Qrp les charges militaires ou exceptionnelles,

Ad la charge accidentelle,

W vent sur ouvrage.

Etats limites ultimes de résistances

o ELU - Combinaison fondamentale :

1,35 Gmax + Gmin +1,5 Qr +1,5 x 0,6 x T +1,5 x 0,5 x Δθ

1,35 Gmax + Gmin +1,35 Qrp +1,5 x 0,6 x T +1,5 x 0,5 x Δθ



1,35 Gmax + Gmin +1,5 Qr +1,5 x 0,6 x W

1,35 Gmax + Gmin +1,35 Qrp +1,5 x 0,6 x W

1,35 Gmax + Gmin +1,5 W

o ELU - Combinaison accidentelle :

Gmax + Gmin +0,6 Qr + Ad

Gmax + Gmin + Ad

Etats limites de service

o Combinaisons rares

Gmax + Gmin + Qr + 0,6 T + 0,5 Δθ

Gmax + Gmin + Qrp + 0,6 T + 0,5 Δθ

Gmax + Gmin + T

Gmax + Gmin + Δθ

Gmax + Gmin + W

o Combinaisons fréquentes

Gmax + Gmin + 0,6 Qr + 0,6 T + 0,5 Δθ

o Combinaisons quasi permanentes :

Gmax + Gmin



Actions sur les ponts-rails

En Algerie, les ponts-rails sont justifiés sous l'effet des chargements indiqués par le titre I du

1960. Mais en France, et à partir du 1979, les ponts-rails (t.q. ceux de la TGV) sont calculées en

employant un nouveau titre I du convoi UIC (Union Internationale de Chemin de fer), présenté

aussi dans le livret 2.01 de la SNCF Français.

a. Règlement de 1960

Le titre I de 1960 indique le chargement des ponts-rails supportant des voies ferrées de largeur

normale. En plus des surcharges, il décrit les prescriptions pour les forces centrifuges, les forces

longitudinales de démarrage et de freinage et la pression du vent. Il présente aussi les surcharges

pour les voies ferrées étroites de largeur 1 m.

Ponts-rails supportant des voies ferrées de largeur normale

1. Surcharges

La surcharge à introduire dans les calculs est constituée par un train-type composé de 2

machines avec tender, placées en tête et suivies de 2 wagons chargés. Les charges de ces éléments

dépendent de la classification des lignes. Pour les lignes à grand trafic (voie normale) la charge par

essieu est de 25 t alors que pour les autres lignes la charge par essieu n'est que de 20 t.

Les caractéristiques géométriques restent les mêmes pour les deux cas. Une représentation de

ces train-types est donnée dans les figures suivantes. Pour les ponts à double voie, on envisage

l'hypothèse de 2 trains- type marchant côte à côte dans le même sens.

M: Machine T: Tender W: Wagon

train-type pour lignes à grand trafic

M: Machine T: Tender W: Wagon

train-type pour autres lignes



La position, la longueur et la composition des convois formés avec le train-type seront

choisies, dans chaque cas, de manière à réaliser les efforts maximaux dans les différents éléments

de l'ouvrage. Dans la recherche des efforts maximaux, on pourra, le cas échéant, intercaler des

wagons vides s'ils sont susceptibles de produire des efforts plus considérables, les convois ne

pouvant pas être coupés. Les wagons vides seront supposés peser 1,25 t/ml.

Ces surcharges sont à multiplier par un coefficient de majoration dynamique, į, dont

l'expression est la même que celle présenté par l'équation 8. Dans ce cas S représente le poids

maximal des surcharges que la pièce du tablier peut supporter au total.

2. Force centrifuge

Si une voie est en courbe sur l'ouvrage, il faut tenir compte de la force centrifuge et du dévers

de la voie.

3. Force de freinage et de démarrage

Les efforts de freinage et de démarrage sont supposés agir au niveau de la surface de

roulement des rails

- Les efforts de freinage Ffr sont t.q.

- Les efforts de démarrages Fdém sont t.q.

Le poids maximal d'un convoi est limité à :

2 000 t pour les lignes à grand trafic

1 600 t pour les autres lignes

4. Pression du vent

La pression maximale du vent sur une surface verticale atteint 0,25 t/m2, mais la pression

maximale compatible avec la circulation des trains est limitée à 0,15 t/m2.

Ponts-rails supportant des voies ferrées étroites de largeur un mètre.

Dans ce cas toutes les dispositions relatives aux ponts à largeurs normale sont applicables sauf

que le train type est modifié de la manière suivante: Le train type employé est composé par 2

machines suivies de 4 wagons. Chaque essieu est chargé par 10 t.

Train-type pour les voies ferrées étroites métriques



Dans la recherche du cas le plus défavorable, on peut intercaler des wagons vides dans le

convoi, leur poids est réduit à 0,75 t/ml.

b. Convoi UIC

Ponts-rails supportant des voies ferrées de largeur normale

1. Lignes à trafic normal

Pour les ponts rails supportant une voie et situé dans les itinéraires internationaux, la charge à

introduire dans les calculs est définie par le schéma ci-dessous définie par l'UIC (Livret 2.01). La

vitesse théorique maximale de ce convoi type est limitée à 120 km/h.

Convoi UIC. ( 10 kN = 1 t).

Ce schéma de charges est à placer dans le cas le plus défavorable; Il peut être réduit ou divisé

selon le cas. En particulier, les parties du schéma de charges qui ont une influence contraire à l'effet

recherché sont à supprimer.

Pour les ouvrages supportant 2 voies, chacune des 2 voies est à charger soit indépendamment

soit simultanément.

2. Lignes à trafic exceptionnel ou réduit

Dans ce cas, les charges isolées et les charges réparties indiquées ci-dessus pourrait être

multiplié par un facteur de classe (ce facteur sera fixé par les services compétents).

3. Coefficient de majoration dynamique

Il est donné par δ1 pour les moments fléchissant et par δ2 pour les efforts tranchants.

L0 est une longueur caractéristique de l'élément calculé. L0 est donné ci-dessous pour les

principaux éléments (pour les autres éléments voir règlement)

- Cas des hourdis entre poutres: L0 = distance entre axe des poutres

- Cas des poutres principales:

- 1 travée isost. L0 = L

- 2 travées: L0 = 1,2 Lm






- - Cas des pièces de ponts: L0 = (2 x distance entre pièces de ponts) + 3,0 m.

- - Cas des longerons: L0: distance entre pièce de ponts + 3,0 m.

4. autres charges à considérer

Ce titre I défini également les efforts de lacet et de roulis, les forces centrifuges, les forces

longitudinales de freinage et de démarrage, les charges sur les accotements, les efforts sur les

gardes-corps et les effets du vent. Il indique aussi les épreuves des ponts rails.

Ponts rails supportant des voies ferrées étroites d' un mètre de largeur

Toutes les dispositions indiquées aux ponts rails à voie normale sont applicables sans

changements aux ponts rails à voie d'un mètre sauf que le schéma de charge à considérer est celui

définit au figure précédente, auquel on appliquera un facteur de classe de 0,45.

CHAPITRE 05: LIGNES D’INFLUENCE


CHAPITRE 05 LIGNES D’INFLUENCE

Introduction

Les lignes d’influences sont obtenues pour une section donnée x. Dans le cas des poutres, ces

lignes d’influences sont déterminées pour les moments fléchissant et les efforts tranchants. Ils sont

obtenus en faisant un balayage d’une charge unitaire (P=1) le long de la poutre et en cherchant le

moment fléchissant ou l’effort tranchant dans la section x considérée.

Par définition: Une ligne d’influence est une courbe qui donne la valeur d’un effet à une

position fixe pour toute position de la charge .

Donc une ligne d’influence est toujours liée avec une section donnée (x). On écrit pour les

lignes d’influences des moments fléchissant : Li "Mx" et ceux des efforts tranchants : Li "Tx".

Signification opposée à celle des diagrammes ordinaires :

Lignes d’influence dans les poutres isostatiques

Soit une poutre isostatique, parcourue par une charge verticale P;

Soit un effet déterminé (R) produit par cette force dans une section fixe (appui gauche);



La L.I. est la courbe telle que son ordonnée lue sous les diverses positions de la charge donne la valeur de l’effet considéré dans la section choisie;

La L.I. permet donc de trouver la position des charges qui produit le max (le min) d’un

effet déterminé dans une section déterminée;

Les lignes d’influences des moments fléchissant et des efforts tranchants sont présentées dans

la Figure ci-après. Pour les moments fléchissant, la ligne d’influence d’une poutre sur appui simple

est une ligne brisée dont le sommet, y, est :

Ainsi, les valeurs sont positives et de même signe. Pour les efforts tranchants, la ligne

d’influence est formée par deux parties (Figure 2): une partie positive d’extrémité, y’, tel que :

Et une partie négative d’extrémité :(-x/L)



Emploi des lignes d’influences

1er cas : Une charge concentrée, P.

Dans ce cas :



2ème cas : Plusieurs charges concentrées, Pi

Dans ce cas, on somme :



3ème cas : Charge répartie, q, sur une longueur c.

Dans ce cas :

Documents

CHAPITRE 02 : CONCEPTION DES PONTS 1. Introduction · – l’étude de détail de la solution retenue. 2. Recueil des données de l’ouvrage L’étude d’un pont ne peut être