Ponts continus: Types, Conception et Avantages

Après avoir lu cet article, vous discuterez de: – 1. Introduction aux ponts continus 2. Types de ponts continus 3. Structures de dosage 4. Procédure de conception 5. Avantages 6. Inconvénient.

Introduction aux ponts continus:

Les ponts continus sont plus économiques mais manquent de simplicité dans la procédure de conception.

Ces structures présentent l’avantage relatif que leurs conceptions sont simples et n’impliquent aucune analyse compliquée mais le principal inconvénient est que de telles structures sont généralement relativement coûteuses.

Les ponts continus, en revanche, sont plus économiques mais l’inconvénient de ces types de ponts est leur manque de simplicité dans la procédure de conception. Ces structures sont statiquement indéterminées et par conséquent, l’analyse structurale est très laborieuse surtout lorsqu’elle implique des charges mobiles.

Types de ponts continus:

i. Ponts de dalle et de poutre en T:

Pour le croquis, Fig. 4.3 peuvent être référés pour les ponts continus en dalle solide peuvent être adoptés pour les portées jusqu’à 25 m, les ponts continus en poutre en T peuvent être utilisés pour les portées au-delà de 20 m. mais en dessous de 40 m. Au-dessus de cette limite, des ponts en poutre-caisson peuvent être jugés appropriés.

ii. Ponts à poutres en caisson:

Les superstructures en poutre-caisson qui sont généralement utiles pour les ponts à travée moyenne sont constituées de poutres longitudinales généralement au nombre de trois avec des dalles de tablier et de soffites en haut et en bas, bien que les poutres-caissons à cellules uniques ne soient pas rares. Comme son nom l’indique, les poutres longitudinales et les poutres transversales le long, avec la dalle supérieure et inférieure forment la boîte.

L’avantage de ce type de superstructure est sa grande résistance à la torsion qui aide beaucoup à une meilleure répartition des charges vivantes excentriques sur les poutres. Contrairement aux ponts à poutres, la répartition de la charge sous tension devient plus uniforme dans les ponts à poutres caissonnées.

Un autre avantage qui peut être obtenu à partir de ce type de structure est qu’au lieu d’augmenter la profondeur de la section où le moment de résistance devient inférieur au moment de conception, la première peut être augmentée si l’épaisseur de la dalle côté compression est convenablement augmentée.

Pour répondre à des moments variables selon les sections, l’épaisseur de la dalle supérieure ou inférieure varie selon que le moment positif ou négatif doit être résisté.

La dalle de tablier est conçue comme une dalle continue sur les poutres longitudinales, semblable aux ponts de dalle et de poutres. L’épaisseur de la dalle de tablier varie de 200 à 250 mm. en fonction de l’espacement des poutres longitudinales.

L’épaisseur de la dalle de soffite varie de 125 à 150 mm. lorsqu’il n’a pas de fonction structurelle autre que de former la boîte mais pour résister au moment négatif, il peut être nécessaire de l’augmenter jusqu’à 300 mm. près du support. L’épaisseur d’âme des poutres longitudinales est progressivement augmentée vers les supports où les contraintes de cisaillement sont généralement critiques.

Épaisseur de la bande de près de 200 mm. au centre variant jusqu’à 300 mm. au niveau du support est normalement jugée adéquate. L’âme au niveau du support est élargie de manière appropriée pour accueillir les paliers, l’élargissement étant progressif avec une pente de 1 sur 4.

Les diaphragmes sont prévus dans la poutre-caisson pour la rendre plus rigide ainsi que pour aider à une répartition uniforme de la charge vive entre les poutres. Pour un meilleur fonctionnement, leur espacement doit être compris entre 6 m et 8 m en fonction des longueurs de portée.

Il est conseillé de prévoir au moins 5 diaphragmes dans chaque travée — deux au niveau des supports, deux au quart de travée et un à mi-travée. Des ouvertures sont maintenues dans les diaphragmes pour faciliter le retrait du coffrage de l’intérieur des boîtes (Fig. 11.5). Des trous d’homme appropriés peuvent également être conservés dans la dalle de soffite à cet effet. Ceux-ci peuvent être recouverts de couvercles de trous d’homme en béton préfabriqué.

Environ 40% de l’armature longitudinale principale de traction sont répartis uniformément sur la bride de tension, les 60% restants étant concentrés dans les voiles en plus d’une couche si nécessaire. Dans les ponts à poutres profondes, une profondeur considérable de l’âme sous la bride supérieure près du support est soumise à une contrainte de traction.

Pour faire face à cette contrainte de traction, il est recommandé de prévoir environ 10% de l’armature longitudinale dans cette zone, à moins que des étriers inclinés ne soient utilisés pour la tension diagonale.

Structures proportionnelles de Ponts continus:

Des travées égales sont parfois adoptées pour diverses raisons, l’une d’entre elles étant une considération architecturale, mais pour une conception économique, les travées intermédiaires devraient être relativement plus longues que les travées d’extrémité.

En général, les rapports suivants entre l’envergure intermédiaire et l’envergure finale sont jugés satisfaisants:

Dans un pont continu, le moment d’inertie doit suivre l’exigence de moment pour une conception équilibrée et économique. Ceci est réalisé en rendant le profil inférieur parabolique comme le montre la Fig. 10.1. Parfois, des haches droites ou des courbes segmentaires sont fournies près des supports pour obtenir la profondeur accrue requise à partir de la prise en compte du moment.

Les courbes de soffites représentées à la Fig. 10.1 sont constituées de deux paraboles dont le sommet est situé au centre de la travée. Pour les courbes de soffites symétriques,

rA=rB=r (disons)

où ” r ” est le rapport entre l’augmentation de la profondeur au niveau des supports et la profondeur au niveau de l’axe de la portée.

Les valeurs de ” r” suivantes ont été recommandées pour les ponts de dalles:

a) Portée d’extrémité inférieure ou égale à 10 m,

r = 0 pour toutes les portées

b) Portée d’extrémité comprise entre 10 m et 15 m,

i) r = 0 à 0,4 pour la portée d’extrémité extérieure

ii) r = 0.4 au premier support intérieur

iii) r = 0,5 sur tous les autres supports

Les valeurs de rA et ra pour les ponts à poutres peuvent être calculées à partir des formules suivantes:

Où IA, IB et Ic sont le moment d’inertie de la poutre en T à A, B et mi-portée respectivement.

Pour les ponts à poutres, les valeurs de “r” mentionnées ci-dessous ont été recommandées:

( i) Extrémité extérieure des travées d’extrémité, r = 0

(ii) unité à 3 travées, r = 1,3 aux supports intermédiaires.

(iii) 4 unités de portée, r = 1.5 au support central et 1.3 au premier support intérieur.

Méthode d’analyse:

Les structures continues peuvent être analysées par diverses méthodes, mais la méthode la plus courante est la distribution des moments. Lorsque des haches sont utilisées, l’analyse devient plus compliquée et, par conséquent, des tables de conception et des courbes ont été mises à disposition pour des structures avec différents types de haches telles que droites, segmentaires, paraboliques, etc. ainsi que pour diverses valeurs de rA, rB, etc.

Une de ces publications de référence est “The Applications of Moment Distribution” publiée par la Concrete Association of India, Bombay. Ces tableaux et courbes donnent les valeurs des moments de fin fixes, des facteurs de report, des facteurs de rigidité, etc. à partir de laquelle les moments nets sur les membres après la distribution finale peuvent être élaborés

Lignes d’influence:

Fig. 10.2 montre quelques diagrammes de lignes d’influence à différentes sections pour un pont continu à trois travées égales ayant un moment d’inertie constant. Pour obtenir une réaction ou un moment en un point dû à une charge concentrée, W, l’ordonnée du diagramme de ligne d’influence approprié doit être multipliée par W. Pour une charge uniformément répartie w, réaction ou moment = (Zone de ligne d’influence appropriée diag.) x l.

Les diagrammes de lignes d’influence pour les moments, les cisailles, les réactions, etc. pour une structure continue à moment d’inertie variable, on peut tracer de la même manière, les ordonnées des diagrammes de lignes d’influence étant déterminées en tenant compte des constantes de trame appropriées pour les structures données.

Les moments de charge en direct de conception, les cisailles et les réactions à différentes sections sont calculés en plaçant les charges en direct sur les diagrammes de ligne d’influence appropriés. Les charges doivent être placées de manière à produire un effet maximal dans la section considérée.

Procédure de conception des ponts continus:

1. Fixez les longueurs de portée dans l’unité et sélectionnez les sections rugueuses à mi-portée et aux supports.

2. Sélectionnez la courbe de soffite appropriée.

3. Calculez les moments de charge morte à différentes sections.

Cela peut être fait comme suit:

i) Trouvez les moments de fin fixes.

ii) Trouvez les facteurs de distribution et les facteurs de report pour l’unité.

iii) Distribuez les moments de fin fixes par la Méthode de Distribution des moments. Cela donnera les moments élastiques. Ajoutez-y le moment libre dû à la charge morte.

4. Dessinez des diagrammes de lignes d’influence pour les moments.

La procédure est la suivante:

i) Trouvez le F.E.M. pour la charge de l’unité sur n’importe quelle position.

ii) Distribuer le F.E.M. et découvrez les moments élastiques après correction du balancement si nécessaire.

iii) Ajouter un moment libre au moment élastique. Les moments ainsi obtenus à une section de détails pour différentes positions de charge donneront les ordonnées du diagramme de ligne d’influence BM aux emplacements sur lesquels la charge unitaire est placée.

iv) Répétez le processus (i) à (iii) ci-dessus et obtenez les ordonnées du diagramme de ligne d’influence pour les différentes sections.

5. Établissez des moments de chargement en direct dans différentes sections.

6. Combinez les moments de charge en direct avec les moments de charge morte afin d’obtenir le maximum d’effet.

7. Vérifiez la contrainte du béton et calculez la surface de renforcement requise.

8. Dessinez des diagrammes de lignes d’influence pour les cisailles comme précédemment pour différentes sections. Estimer à la fois la charge morte et le cisaillement de la charge vive et vérifier la contrainte de cisaillement aux sections critiques et fournir le renforcement de cisaillement nécessaire si nécessaire.

9. Détaillez l’armature dans les éléments de sorte que toutes les sections soient correctement prises en charge pour les moments de flexion critiques et les forces de cisaillement respectives.

Avantages des ponts continus:

Les avantages en faveur des ponts continus sont :

(i) Contrairement aux ponts simplement supportés, ces structures ne nécessitent qu’une seule ligne de paliers sur les piles, réduisant ainsi le nombre de paliers dans la superstructure ainsi que la largeur des piles.

(ii) En raison de la réduction de la largeur de la jetée, de moins d’obstruction à l’écoulement et, par conséquent, de la possibilité de moins d’affouillement.

(iii) Nécessitent moins de joints de dilatation, ce qui réduit à la fois le coût initial et le coût de maintenance. La qualité de conduite sur le pont est ainsi améliorée.

(iv) Réduit la profondeur à mi-portée en raison de laquelle le jeu vertical ou la hauteur libre est augmenté. Cela peut faire baisser le niveau du tablier du pont, réduisant ainsi non seulement le coût des approches, mais également le coût de la sous-structure en raison de la moindre hauteur des piles et des butées, ce qui réduit à nouveau le coût de la fondation.

(v) Meilleure apparence architecturale.

Inconvénients des ponts continus:

Les inconvénients sont:

(i) L’analyse est laborieuse et prend du temps.

(ii) Ne convient pas aux fondations à rendement. Le tassement différentiel peut provoquer des contraintes indésirables.