CONCEPTION ET PREDIMENSIONNEMENT

Les dimensions d’un pont en arc sont caractérisées par son ouverture L, mesurée entre ses naissances, et sa flèche f, qui représente la distance entre la ligne joignant ses naissances et le point le plus haut de la fibre moyenne.Elle est déduite selon le choix de l’emplacement des appuis des arcs. Dans notre cas ces appuis sont distantes de 200 mPour de raison architecturale, nous avons opté pour un arc en treillis à hauteur constante. Avec des ponts de grandes ouvertures (L > 150 m), on a la condition suivante :𝐿𝐻 ≈ 60 Soit H = 3,5 [m].

Choix des types de barres constituant l’arc

Pour les arcs de grande portée, il est préférable d’utiliser des treillis courbes de type Warren, les membrures devront de préférable être en caissons de section creuse et les diagonales composées de profilés de grande section. La valeur optimum de l’angle d’inclinaison φ des diagonales par rapport à la normale des membrures est de 35°.

Prédimensionnement des poutres de rigidités

Actuellement très répandue dans la construction de pont, du fait de sa légèreté, de la simplicité de sa structure et de sa capacité à atteindre une portée très importante, la poutre à treillis de type Warren est le choix le plus rationnel pour notre ouvrage. Il s’agit d’une poutre à deux membrures : supérieure et inférieure qui jouent un rôle analogue à celui des ailes d’un profilé laminé à double Té, c’est-à-dire, elles reprennent les moments de flexion. Les efforts tranchants sont équilibrés par un réseau de barres comprimées ou tendues (les diagonales et les montants) et servant d’introduction des forces concentrées. Ce type de poutre est caractérisé par sa portée L, sa hauteur h et la distance entre noeuds a. On choisit des treillis sans montant pour avoir une structure légère. En prenant en considération les déformations dues aux effets des efforts tranchants sur les diagonales, ceux-ci doivent avoir une inclinaison de 35° (la valeur optimale) par rapport à la verticale, la distance entre noeuds et le nombre de panneaux en découlent. Les différents éléments de la charpente sont assemblés par boulonnage à serrage contrôlées. Les poutres sont placées à l’extérieur des gabarits des voies routières. Elles sont liaisonnées par une structure faite de pièces de pont de longerons qui porte le platelage et transportent les charges et les surcharges aux noeuds inférieurs de la poutre.

Choix du type de suspente

Les suspentes sont constituées par des câbles en acier, elles sont pré dimensionnées de façon à ce que la fonctionnalité du pont soit maintenue advenant qu’un accident survienne sur le pont provoquant la rupture de l’un des câbles servant à supporter le tablier. De ce fait, les autorités auront tout le temps voulu pour procéder au remplacement du câble en question sans devoir restreindre la circulation sur le pont. Nous allons raccorder les câbles à la poutre principale aux mêmes abscisses que les pièces de pont, donc, ils sont aussi espacés de 4 [m]. Même si nous avons une structure légère, pour prendre en compte le risque d’une éventuelle rupture d’un ou deux câbles, de plus pour que le remplacement des câbles se feront sans le moindre danger lors des entretiens, nous opterons pour les câbles à 7 torons au nombre de 45 disposés tous les 4[m] sur l’arc.

Ayant à peu près la même fonction que les suspentes, c’est-à-dire, transmettre les charges aux éléments porteurs, les potelets sont de deux types : d’un côté, nous avons les potelets s’appuyant à l’arc et d’un autre côté, il y a les potelets s’appuyant directement au sol. Pour une disposition constrictive, la hauteur de leur section devra être de même dimension que celle de la semelle de la membrure inférieure des poutres principales. Donc, 300mm. Ces éléments sont en compression, donc les sections bisymétriques sont plus convenables. On choisit donc des profilés IPN300, leurs caractéristiques sont données par le tableau 26.

Cette partie du tablier conçue pour supporter en premier lieu les surcharges d’exploitations doit assurer aussi d’autres fonctions comme transmettre les efforts locaux aux poutres principales, assurer le contreventement horizontal du tablier et participer à la flexion d’ensemble des poutres principales. Plusieurs types de structures peuvent assurer ces fonctions mais nous allons opter pour une dalle orthotrope tout en acier du fait de sa légèreté (avec une masse moyenne de 185 [kg/m²]), de plus elle constitue une solution économique de notre pont en arc. Une dalle orthotrope présente par définition une anisotropie orthogonale, c’est-à-dire des rigidités de flexion différentes dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. Elles sont constituées d’une tôle de platelage métallique à la sous-face de laquelle sont soudés des raidisseurs longitudinaux. Ces raidisseurs peuvent être ouverts (barre soudée ou profil en L ou en T), ou fermés (augets trapézoïdaux, le type que nous choisirons du fait de sa grande performance par rapport à l’autre type). L’ensemble tôle de platelage et augets est soudé sur les pièces de pont qui assurent un raidissage transversal. La flexion longitudinale est ensuite reprise au moyen de poutres principales.