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1.2 - PRINCIPE DE CONSTRUCTION Comme nous le verrons dans les chapitres qui sui

1.2 - PRINCIPE DE CONSTRUCTION Comme nous le verrons dans les chapitres qui suivent, le dimensionnement de ce type de tablier est étroitement lié au mode de construction qui, pour la réalisation d'une travée, comporte les étapes suivantes : - Préfabrication des poutres sur une aire de préfabrication, - mise en tension sur les poutres de quelques câbles de précontrainte longitudinale, le plus tôt possible, pour permettre de libérer les coffrages, - mise en attente des poutres sur une aire de stockage, - mise en tension d'un complément de précontrainte sur le stock, - mise en place des poutres sur appuis définitifs par des moyens de levage et de manutention adaptés, - réalisation en place d'entretoises reliant les poutres, - mise en précontrainte éventuelle des entretoises, - coffrage, ferraillage et bétonnage en place du hourdis, - mise en tension d'une deuxième famille de câbles de précontrainte longitudinale et dans certains cas d'une précontrainte transversale lorsque le hourdis a acquis une résistance suffisante. Dans le cas d'une succession de travées indépendantes, qui sont le plus souvent de portées égales, ce processus est reproduit à l'avancement. L'aspect de la continuité des différentes travées peut être traité de différentes manières, qui sont abordées au chapitre 3.7. Indiquons toutefois que les ouvrages à travées indépendantes constituent, et de loin, la solution la plus courante. Un point particulier de la construction de ce type d'ouvrages est la préfabrication, ce qui nécessite des moyens particuliers de réalisation (coffrages), de pose et de manutention (mise en place des poutres), qui peuvent être importants et qui doivent être rentabilisés sur le chantier. Ces différents aspects doivent rester présents à l'esprit dès le stade de la conception de l'ouvrage. 1.3-DOMAINE D'EMPLOI Ce type d'ouvrage est adapté au franchissement en viaduc de brèches importantes, en longueur ou en hauteur, et aux sites difficiles d'accès. Ces viaducs comportent alors des appuis d'une certaine hauteur qui découpent la brèche en une succession de travées de longueurs égales dégageant des tirants d'air bien proportionnés du point de vue du rapport hauteur/longueur. Ce type d'ouvrage peut également être utilisé pour le franchissement de brèches de moindre importance pouvant ne comporter que quelques travées, voire une travée unique, mais dans des conditions moins économiques. Il permet ainsi le franchissement : - d'une rivière ou d'un canal, lorsque les gabarits de navigation n'imposent pas de dégager des ouvertures exceptionnelles. FIGURE 3 : Franchissement d'un cours d'eau d'une succession d'obstacles de faible portée, mais rapprochés (routes, voies ferrées) pour lesquels des ouvrages isolés ne seraient ni compétitifs, ni très satisfaisants du point de vue esthétique, des zones de terrains dégagés pour lesquels des remblais ne sont pas réalisables (vallée tourbeuse par exemple), ou se révèlent non économiques, FIGURE 4 : Vallée tourbeuse •lî ' des voies de circulation très importantes pour lesquelles on ne veut ni interrompre, ni même ralentir notablement la circulation, d'une brèche de grande hauteur ou d'accès difficile, pour laquelle l'emploi de cintres appuyés sur le sol est difficilement envisageable... FIGURES: Site escarpé 'S.V.'H;? m Indépendamment de la nature de la brèche franchie, ce type de tablier permet d'atteindre des portées importantes, ce qui le situe au haut de gamme des ouvrages courants. Le domaine d'emploi de la structure correspond en effet à des portées de 30 à 45 mètres. Ce domaine d'emploi peut être élargi dans le cas où les appuis sont importants du fait de piles de grande hauteur ou de fondations difficiles. Il est alors avantageux d'augmenter la portée pour diminuer le nombre d'appui et par conséquent le coût total de l'ouvrage. C'est notamment le cas pour les viaducs d'accès à de grands ouvrages qui ont été réalisés avec des travées atteignant une cinquantaine de mètres (exemple des viaducs d'accès au pont de Saint-Nazaire constitués de 52 travées de 50 mètres). FIGURE 6 : Viaducs d'accès à un grand ouvrage : Pont de Saint-Nazaire «'i^ill!!!! Au-delà de 50 mètres de portée, le poids des poutres devient considérable. Mentionnons, à titre d'ordre de grandeur, que les poutres des viaducs d'accès au pont de Saint-Nazaire pesaient 190 tonnes pour des portées de 50 mètres. On doit alors avoir recours à des moyens de pose et de manutention exceptionnels et difficilement économiques. C'est pourquoi, dans cette gamme de portées, les ponts à poutres préfabriquées deviennent moins compétitifs et cèdent la place à d'autres types de structures telles que les ouvrages mixtes acier-béton ou des ouvrages en béton précontraint comme les ponts poussés ou les ponts construits sur cintres autolanceurs (notons que cette dernière technique de construction n'est plus guère employée de nos jours). Pour des portées plus grandes, d'autres techniques s'imposent naturellement (ponts construits par encorbellements successifs, ouvrages métalliques, ponts à câbles ...). En dessous de 30 mètres de portée, les tabliers en dalle précontrainte ou les tabliers à poutres précontraintes par adhérence deviennent plus économiques. L'élancement habituel des tabliers de VIPP est compris entre le 1/16 et le 1/18, ce qui correspond à des tabliers relativement épais. Pour fixer les idées, notons qu'un ouvrage de 35 mètres de portée nécessite une hauteur de 2,00 mètres. Cet aspect a un impact esthétique et retentit sur le volume des remblais d'accès. Des solutions plus tendues, jusqu'au 1/20, sont néanmoins réalisables moyennant une surconsommation de précontrainte longitudinale. Les tabliers de type VIPP ont été largement employés dans les années soixante et soixante-dix. Ils le sont moins de nos jours du fait des inconvénients inhérents à ce type de structure qui sont détaillés dans le paragraphe suivant. En outre, la concurrence des techniques de construction des ouvrages continus (ponts construits par encorbellements successifs, ponts poussés, ouvrages métalliques ou mixtes) a fortement limité son emploi. Toutefois, cette structure peut se révéler avantageuse dans de nombreux cas et mérite d'être envisagée au stade des projets d'ouvrages pour la comparer à d'autres solutions. 1.4 - AVANTAGES - INCONVENIENTS La balance entre avantages et inconvénients n'est pas toujours évidente, c'est pourquoi nous nous contenterons d'inventorier les différents aspects positifs et négatifs. 1.4.1 -Avantages Le principal avantage de ce type de structure est lié à son mode de construction qui permet d'éviter le recours aux cintres s'appuyant sur le sol. On s'affranchit ainsi de nombreuses contraintes liées à la brèche pour la réalisation du tablier (site accidenté, réduction de gabarits, voies dont les contraintes d'exploitation sont fortes ...). Le recours à la préfabrication apporte un intérêt évident, tant sur le plan technique que sur le plan économique. En particulier, il permet d'envisager des formes de poutres assez élaborées, plus difficiles à coffrer, mais permettant de faire travailler au mieux la matière. On peut également attendre de la préfabrication une amélioration de la qualité des parements et des tolérances dimensionnelles. Toutefois, 1 ' amortissement des coffrages correspondants ne pourraêtre réalisé que sur un nombre important de poutres. Le recours à la préfabrication a également une incidence sur les délais d'exécution de l'ouvrage, puisqu'il est possible de rendre indépendante la fabrication des poutres du reste du chantier. Un autre intérêt de ce type de structure provient de son fonctionnement isostatique qui la rend pratiquement insensible aux déformations imposées, en particulier aux tassements différentiels des appuis et aux effets d'un gradient thermique. 1.4.2 - Inconvénients Dans une conception ancienne, et à présent dépassée, les différentes travées étaient reliées par des joints de chaussée assurant la continuité de roulement. Le coût de ces joints (coût initial et coût d'entretien), ainsi que l'inconfort ressenti par l'usager au passage de chaque joint, constituaient le principal inconvénient de ce type de structure. FIGURE 7: Multiplicité des joints de chaussée Aujourd'hui, cet inconvénient majeur a disparu, grâce à l'attelage de travées par le hourdis permettant de rétablir une continuité de roulement tout en limitant le nombre dejoints. Cet aspect de la continuité sera traité au chapitre 3.7. Par ailleurs, ce type de tablier, constitué de poutres rectilignes, est naturellement bien adapté aux franchissements rectilignes. En revanche, il ne s'adapte que plus difficilement aux franchissements biais ou courbes. FIGURE 8 : Pont courbe Afin de profiter au mieux de la préfabrication, il est souhaitable de pouvoir implanter les appuis à intervalles réguliers pour réaliser des travées de longueurs égales. Cet aspect peut constituer un handicap pour ce type d'ouvrage. En outre, l'épaisseur relativement importante du tablier en comparaison avec d'autres structures précontraintes (ponts-dalles, ponts-caissons) peut poser des problèmes de gabarit et entraîner un surcoût des remblais d'accès à l'ouvrage. Il convient de faire un bilan économique global du tablier et de ses accès, lorsqu'on compare différents types d'ouvrages. Toutefois, il est à noter que de nombreux grands viaducs de type VIPP ont, en revanche, un aspect plutôt satisfaisant, du fait de cette épaisseur importante donnant des proportions harmonieuses entre le tablier et les appuis. Les tabliers VIPP, comme les autres structures à poutres sont plus sensibles que des structures massives aux chocs transversaux de véhicules hors gabarits. Les poutres de rive sont naturellement les plus exposées, et sans aller jusqu'à la rupture des poutres, il n'est pas rare de voir sur le talon de ces poutres des traces de chocs qui uploads/Ingenierie_Lourd/ exe.pdf