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5ème
CI-4 Synthèse des TP 1
Mission d’ingénieur d’études ponts et chaussées Les différentes étapes de réalisation du batardeau : 14 13 1 2 4 9 10 6 7 8 3 5 12 11 Les portées suivant les ponts La portée maximale du pont en arc est de ? 300 mètres La portée maximale du pont à haubans est de ? 900 mètres La portée du pont à poutre est de ? 60 mètres La portée maximale du pont suspendu est de ? 2 100 mètres
Synthèse Fiche activité B ���� CONTRAINTES TECHNIQUES / CONTRAINTES TECHNOLOGIQUES
Pont des origines Réglet pour mesurer la hauteur.
Culée.
Tablier
Synthèse Fiche activité A ���� ORDONNANCEMENT
5ème
CI-4 Synthèse des TP 2
Tablier simple : Hauteur du tablier Portée = 5cm Portée = 10cm Portée = 15cm Portée = 18cm Portée = 20cm Pont à vide 10,7 cm 10,7 cm 10,6 cm 10,6 cm 10,4 cm Pont avec masse 10,7 cm 10,6 cm 10 cm 9,1 cm 7,3 cm
Ce qui donne le graphique suivant :
Observations Sans masse, lorsque la portée augmente, la hauteur du tablier diminue très légèrement.
Avec le poids de la masse, la hauteur du tablier fléchis très rapidement jusqu'à tomber.
Comment éviter ce phénomène de flexion du tablier ?
On va soutenir le tablier par l'ajout d'un arc.
Pont de L’Antiquité
Réglet pour mesurer la portée.
Placer la masse ici. Réglet pour mesurer la hauteur.
Culée.
Arc ½ cercle
Tablier
Hauteur en mm
0 5 10 15 18 20 Portée en cm
10 cm
9 cm
8 cm
7 cm
6 cm
5 cm
12 cm
11 cm
Pont à vide
Pont avec masse
5ème
CI-4 Synthèse des TP 3
Tablier avec arc ½ cercle :
Hauteur du tablier Portée = 5 cm Portée = 10 cm Portée = 15 cm Portée = 18 cm Pont à vide 11,4 cm 10,9 cm 10,9 cm 10,6 cm Arc sous le h5 sous 2ème socle h10 sous 5ème socle h15 sous 8ème socle h20 sous 9ème socle Pont avec masse 11,4 cm 10,8 cm 10,3 cm 10,2 cm
Ce qui donne le graphique suivant
Observations Le tablier soutenu par un arc a une flexion moindre même si la portée augmente. Avec ou sans masse les courbes sont quasiment identiques.
Inconvénient : Plus la portée augmente plus la base de l’arche est basse et donc plus la hauteur du pont sera grande sinon la rivière emporte le pont. La hauteur du pont est égale au rayon de courbure.
Ponts début du XXème siècle
Le béton apparaît et permet davantage de liberté dans la forme des ponts. Le rayon de l'arc peut être beaucoup plus grand. En augmentant le rayon de courbure, on obtient sensiblement la même résistance qu’avec un arc
en ½ cercle. La forme en arc surbaissé franchit de très grandes portées sans impliquer une trop
grande hauteur pour le pont. Ce qui évite la difficulté de réaliser des piles au milieu du lit du
fleuve, et libère le passage pour les bateaux.
Hauteur en cm
0 5 10 15 18 20 Portée en cm
10 cm
9 cm
8 cm
7 cm
6 cm
5 cm
12 cm
11 cm
Pont à vide
Pont avec masse
5ème
CI-4 Synthèse des TP 4
A l’aide d’une simple feuille de papier, nous constatons que l’on peut augmenter la résistance d’un matériau en faisant évoluer sa forme. Le tablier le plus solide est celui en forme d’éventail le n°2
Le tube est assez solide pour résister aux 8 barres. On peut le constater, beaucoup d’objets ayant du poids à supporter ont une forme ou une structure triangulaire :
Cadre de vélo : Modèle de chaise :
et aussi de nombreuses structures architecturales comme les ponts par exemple :
C’est pour éviter une déformation de la structure par une meilleure répartition des forces. Le tube est souvent associé au triangle. Test des châssis suivants :
Observations : Pour le carré, si le poids n’est pas exactement centré il se déforme.
Le triangle ne se déforme pas.
Le losange se déforme.
Synthèse Fiche activité C ���� RELATION ENTRE FORME MATERIAUX ET EFFORTS
5ème
CI-4 Synthèse des TP 5
Les différents ponts qui existent.
Nom : PONT EN ARC portée = 300 m
1) : TABLIER
2) : POTEAU
3) : CLEF DE VOUTE
4) : ARC
5) : CULÉE Nom : PONT A POUTRE portée = 60 m
1) : TABLIER
2) : PORTÉE
3) : PILES DE PONT
4) : POUTRE
5) : CULÉE
Nom : PONT SUSPENDU portée = 2100 m exemple : le pont San Francisco
1) : TABLIER
2) : PORTÉE
3) : PILE
4) : CABLE
5) : SUSPENTE
Nom : PONT A HAUBANS portée = 900 m exemple : le viaduc de Millau
1) : TABLIER
2) : PORTÉE
3) : PILE
4) : HAUBAN
5) : CULÉE Il existe aussi le PONT CANTILEVER
1
4
3
2
5 5
1
4 3
2 5 5
4
3
2
5
3 1
2 5 5
1
4
5ème
CI-4 Synthèse des TP 6
Quelques définitions du vocabulaire des ponts : Portée : c’est la distance entre deux appuis consécutifs. Clef : point le plus élevé d’une arche. Clef de voûte : voussoir placé à la clef de l'arche. Culée : appui d'extrémité d'un pont en arc, construit sur la rive et ayant pour fonction de résister à la poussée horizontale de l'arche ou des arches. Pile : appui intermédiaire du tablier ne se trouvant pas sur la rive. Tablier : élément supérieur d'une poutre, d'un caisson ou d'une poutre-treillis qui constitue la voie qu'empruntent les véhicules ou les piétons. Voussoir : bloc en forme de coin constituant un élément d'arc ou élément de structure du tablier formant une tranche constitutive d'un pont. 9) Les ponts en arc Les ponts romains sont des ponts en arc construits avec les matériaux disponibles à l'époque tels que des briques ou des pierres. Les bâtisseurs ont eu recours à une construction voûtée pour s'assurer que les forces exercées sur les matériaux le seront toujours en compression, car les voûtes subissent essentiellement des efforts de compression. Une voûte est construite sur un échafaudage appelé cintre qui soutient les pierres taillées en forme de coin appelées voussoirs. Les voussoirs sont découpés pour donner à la voûte un profil circulaire, puis sont placés symétriquement par rapport au cintre. Une fois la dernière pierre (clé de voûte) mis en place, l'arche est terminée et le cintre retiré. Sous l'effet de leur poids, les pierres se trouvent fortement comprimées.
Pour consolider le pont, les voûtes sont surmontées latéralement de murs appelés tympans entre lesquels se trouve un remblai qui supporte la chaussée. Selon les époques, la forme du cintre est demi-circulaire, en arc de cercle ou en ogive. Aujourd'hui, les ponts en arc sont métalliques ou en béton armé.
Le pont Fabricus à Rome construit en 62av JC
Tympan
Pile Voûte
Tablier
