Proposition d’un pont en arc métallique remplaçant le Bac d’Andrangazaha sur la RNS5

INFRASTRUCTURE

Nous nous baserons sur la norme EN1997 pour l’étude des infrastructures. Mais comme l’application de cette norme sur la fondation des ouvrages ne peut se faire qu’en s’appuyant sur des Annexes Nationales, qui ne sont pas encore publiées, nous adoptons comme complément de la norme les règles de la fascicule 62 Titre V du CCTG. Nous appliquerons ces règles selon les indications du SETRA (Service d’études techniques des routes et autoroutes).

Efforts

Transmission des efforts verticaux

Descente de charge

On suit l’organigramme suivante pour la descente des charges. Charges d’exploitations •Trafics (voitures, camions,…) Charges permanentes •Chaussée •Tablier Appuis (culées) •Appareil d’appui 222 Figure 90 : Descente des charges

Pour pieux sous culée

Tableau 84 : Descente de charge pour culée (à l’ELU) Origines des efforts Valeurs en [kN] Réactions maximales au droit de la culée 1 497,96 Sollicitations d’un appareil d’appui Masse des appareils d’appui 428 Poids total de la culée 1 342,7 Sollicitations en tête de semelle de liaison 2 519,68 Poids total de la semelle de liaison 2 886,84 Sollicitation à la base de la semelle 5 406,62 

Pour pieux sous socle d’ancrage

Les sollicitations des pieux sous ancrage sont transmis par l’arc. Ce sont les efforts aux naissances de l’arc obtenues dans la détermination des sollicitations de ce dernier. Tableau 85 : Descente de charge au droit de l’ancrage de l’arc (valeurs défavorables) Origine de l’effort Effort vertical [kN] Sollicitation en tête d’ancrage ELS 2 x 224,84 ELU 2 x 317,75 Poids total de l’ancrage 2 026 Sollicitations en tête de semelle de liaison ELS 2475,68 ELU 3674,5 Poids total de la semelle 2 138 ELS 4 613,68 Proposition d’un pont en arc métallique remplaçant le Bac d’Andrangazaha sur la RNS5 223 Sollicitations à la base de la semelle ELU 6 881,5

Transmission des efforts horizontaux 

Efforts transversaux Ils sont généralement dus au vent. Comme nous avons des culées enterrées, l’effet du vent sur celles-ci n’est pas à considérer. Par contre, sur les appareils d’appui, cela peut entrainer un déplacement horizontal auquel ils devront y résister. D’après les calculs de sollicitation, le vent exerce une force de 1603,2kN à la tête des culées. Pour l’ancrage de l’arc il faut les considérer dans la direction la plus défavorable qui est la direction x. Le long de l’arc, le vent exerce une intensité de 6,68 [kN/m].

Efforts longitudinaux

Ils sont générés par le freinage des véhicules qui se transmet par frottement sur la chaussée. Sur l’ancrage de l’arc, ils sont représentés par la poussée horizontale de l’arc. La force de freinage est : Qlk = 900 [kN] La poussée à la naissance de l’arc est, – à l’ELU : Q = 15 125,33 [kN] ; – A l’ELS : Q = 11 182 [kN]. II. Les appareils d’appuis II. 1. Prédimensionnement Les appareils d’appuis sont placés entre le tablier et l’appui. Ils ont pour fonction de transmettre les charges verticales du tablier aux appuis, mais aussi de permettre les mouvements de rotation et les petites déformations horizontales. Pour les ponts métalliques, ils sont conçus spécialement, en acier. Du fait des phénomènes de dilatation et de retrait de l’acier, dû à la variation de température, non négligeables, il faut prévoir une certaine liberté de mouvement de dilatation et de rotation au pont grâce aux appareils d’appui adéquats. Il sera plus convenable d’opter pour les appareils d’appuis à balancier à rotule axiale. Proposition d’un pont en arc métallique remplaçant le Bac d’Andrangazaha sur la RNS5 224 II. 1. 1. Description Les appareils d’appuis à balancier à rotule axiale sont généralement composés de trois pièces : un balancier supérieur, un balancier inférieur et une rotule, comme illustrée dans la figure cidessous. Figure 91 : Les constituants d’un appareil d’appuis à rotule axiale Ce type d’appareil d’appui est combiné avec une plaque d’appui qui est une plaque en acier moulé, comportant des rebords latéraux guidant les rouleaux sur le sabot et s’opposant à toute déplacement latéral de la charpente. Il joue le rôle d’appareil d’appui fixe. Avec la rotule entre les deux balanciers, il peut effectuer une rotation, mais aussi un déplacement longitudinal assuré par un plan de glissement constitué des rouleaux multiples. Ces rouleaux sont de forme cylindrique, réunis entre eux par deux plats longitudinaux appelés bielles qui maintiennent leur écartement. Les appareils d’appuis à balanciers sont ceux qui conviennent le plus aux ponts de longue portée. Ils sont fixés par scellement au ciment sur le bossage.

Sollicitation des appareils d’appui

Comme l’appareil d’appui choisi permet un déplacement horizontal et une rotation, on le calcul pour résister aux efforts verticaux, plus précisément aux actions P sur les culées. La combinaison des actions permettant de déterminer les valeurs de calcul exercées sur les appareils d’appui, dans les situations de calcul durable, est donnée par l’EN1990, paragraphe 6.4.3.2, soit : 1,35. G + 1,35. (TS + UDL + qfk) + 0,9 Tk La valeur de P la plus défavorable est : P = 604,8 [kN] 

Dimensions des appareils d’appui

La contrainte unitaire r du métal est pratiquement limitée à 800[kg/cm²] Proposition d’un pont en arc métallique remplaçant le Bac d’Andrangazaha sur la RNS5 225

Balancier supérieur

Figure 92: Balancier supérieur Les dimensions du balancier supérieur sont : as et bs doivent être ajustés à la semelle inférieure, ainsi, as = 110 [cm] bs = 110 [cm] cs = √ 𝑃. 𝑎𝑠 2.𝑟.𝑏𝑠 Avec, r : la contrainte unitaire du métal, r = 800daN/cm² P : la réaction sur les culées, P = 604,8 kN ; bs : largeur du balancier, bs = 110cm ; as : longueur du balancier, as = 110 cm. Après calcul, on a : cs = 6,15 cm Nous allons prendre, cs = 7 cm II.

Balancier inférieur

Figure 93 : Balancier inférieur Les dimensions du balancier inférieur sont : Par analogie avec le balancier supérieur, on a, ai = 110 cm bi =110cm ci = √ 𝑃. 𝑎𝑖 2.𝑟.𝑏𝑖 = 6,15 cm, nous prendrons aussi 7c.