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THÈME Les Ponts câbles (haubanés, suspendus) Présenté par : Rouibah Mohamed Ami

THÈME Les Ponts câbles (haubanés, suspendus) Présenté par : Rouibah Mohamed Amine Plan de travail 1. Introduction 2. Intérêt et avantages technico-économiques des ponts à haubans, suspendus 3. Conception et étude du tablier, les pylônes et câbles de haubans 4. Etude de l'effet du vent et de l'effet sismique sur la structure complexe 5. Etude des types de déformations, notamment la torsion du tablier, la flexion latérale due au vent et verticale par soulèvement du tablier 6. Conclusion 1. Introduction Les premiers ponts construits grâce au fer ont été des ponts suspendus, le premier grand pont suspendu à des chaînes constitué de barre de fer a été celui de Berwick en Angleterre, construit en 1820, dont la portée atteignait 137 m, mais 6 mois plus tard il était emporté par le vent. Ensuite la technique des câbles composés de fils de fer a été utilisée en Suisse pour la construction du pont suspendu de Fribourg en 1834 qui a longtemps détenu un record avec 271 m de portée. Quelques années plus tard, ROEBLING proposa d'utiliser l'acier pour la fabrication des câbles du pont de Brooklyn, commencer en 1869 est terminée en 1883 le pont de Brooklyn qui était alors de beaucoup le plus grand pont du monde avec sa portée centrale de 487 m et aussi le premier pont suspendu en acier, Figure 1: Pont suspendu à des chaînes constitué de barre de fer II. Intérêt et avantages technico-économiques des ponts à haubans, suspendus Figure 3 : Relation entre les frais de construction par m2 et la longueur de la portée principale Les Ponts haubanés Les ponts à haubans ont une portée moindre que les ponts suspendus, car, le facteur limitant vient de la hauteur des pylônes, Plus le pont est grand, plus les piliers doivent être hauts et par conséquent, plus fragiles et vulnérables au vent et aux vibrations engendrées par la circulation. Et les deux ponts enjambent des distances beaucoup plus grandes que tout autre type de pont. Dans un pont à haubans on économise Par rapport aux ponts suspendus sur les énormes câbles qui supporte l’ensemble du poids de l’ouvrage. C’est donc moins cher à construire. èPont à haubans c’est la structure la plus efficace la plus moderne et c’est la seul qui permette d’avoir tablier aussi mince èLa répartition des forces au niveau des piliers rend inutile la réalisation de massifs d’ancrage dans les berges. èPossibilité d’être construit sur à peu près tout type de terrain. èAu niveau de la maintenance, il n’est plus nécessaire d’arrêter entièrement la circulation, les autres haubans pouvant supporter le poids du pont par rapport à un pont suspendu. èLes piliers où sont rattachés les haubans doivent être élevés et par conséquent, plus fragiles et plus vulnérables aux vents et aux vibrations engendrées par la circulation. èLa travée principale maximale réalisable est de plus en plus importante èla limite actuelle est de l'ordre de 1000 m. Figure 4: Pont haubané SALAH BEY à Constantine Les Ponts Suspendus Il nécessite la présence de massifs d’ancrage imposants et lourds, indispensables pour retenir les forces considérables qui s’exercent. De ce fait, il ne peut être construit sur n’importe quel sol. Figure 5 : Pont suspendu Les ponts suspendus sont très souples, ce qui ne pose aucun problème, tant que l'oscillation du pont est différente de la force répétitive du vent. Autrement, le mouvement oscillatoire pourrait être amplifié, causant la désintégration du pont. (Exemple du pont de Tacoma, inauguré le 1er juillet 1940qui s'est effondré le 7 novembre 1940 soit quelques mois plus tard). Le remplacement des câbles devient un travail très difficile et dangereux demandant un long temps de travail ainsi que la fermeture du pont. la limite actuelle est de l'ordre de 2000 m. III. Composantes des ponts à haubans et des ponts suspendus Les Ponts Suspendus 1.Un tablier: assure la continuité de la voie portée et la répartition des charges, 2.Des suspentes: supportent le tablier et transmettent les efforts aux câbles, 3.Les câbles d'allure parabolique: assurent la fonction porteuse ; les efforts sont décomposés en une réaction verticale absorbée par des pylônes, et un effort de tension transmis par des câbles de retenue amarrés sur des massifs d’ancrage. 4.Réaction Vertical 5.Les pylônes: Ils soutiennent le câble porteur. 6.Câbles porteurs sont des câbles fortement tendus. 7.Les câbles de retenue: situés entre les ancrages et les pylônes. 8.Massifs d 'ancrage Figure 8 : Composantes de pont suspendu III. Composantes des ponts à haubans et des ponts suspendus Les Ponts Haubanés Le tablier, les pylônes, les haubans et les fondations sont les quatre éléments principaux d’un pont à haubans. En général, on construit les pylônes d’abord qui doivent reposer sur une couche géologique stable. Ensuite, il faut amener les éléments du tablier, un par un. Dans la plupart des cas, les ponts à haubans ont deux pylônes. Figure 9: Composantes de pont haubané IV. Conception et étude du tablier, les pylônes et câbles de haubans Système longitudinale  Haubans multiples  Configuration I. Configuration des haubans Mono Harpe Éventail Étoile La forme du pylône est principalement choisie pour des raisons esthétiques, et raffiné est basée sur les proportions, les matériaux, et les restrictions associées à la conception du pylône. Une grande variété de formes pylône existent. En général, la forme du pylône est régie par la hauteur nécessaire et la charge environnementale, comme les zones sismiques et le vent critères. Les pylônes sont classés selon les formes de base. On distingue les pylônes en I, en H, en V inversé, en A et en Y inversé. En partie haute, une pièce métallique connectée au béton du pylône est souvent prévue pour assurer l'ancrage des haubans et assurer le transfert des efforts. II. Pylônes Figure 18 : Différents types de pylônes Les tabliers de ponts à haubans sont en acier généralement mais on peut aussi les trouver en types dalle, caisson ou à poutres en béton armé, béton précontraint, ou en structure mixte. Ces structures ne présentent pas de dispositions particulières autres que les zones d’ancrage des câbles où sont appliquées des forces concentrées et les zones d’appui. Pour les grands ouvrages, les structures ont une grande rigidité transversale et de torsion et un bon comportement aérodynamique, afin de résister aux effets statiques et dynamiques du vent, comme cela sera décrit pour les quatre coupes transversales de base illustrées à la figure 19. III. Tablier Figure 20 : Quatre sections de base du tablier Figure 21 : Schéma de la force axiale pour le pont d’un câble de terre partiellement ancrée pont séjourné III. Tablier VII. Etude des types de déformations du tablier Des oscillations destructives peuvent apparaître soudainement dans les ponts suspendus. Figure 30: Oscillations verticales (à gauche) et de torsion (à droite) dans les ponts suspendus Les oscillations dans les ponts suspendus ne sont pas périodiques dans le temps, Les oscillations verticales et de torsion ne sont pas indépendantes, Figure 31: Quelques oscillations possibles d'une chaussée de pont VIII. Conclusion Le développement de ponts à haubans d’une portée d'environ 1100 m est plus ou moins achevé. Comment leur envergure va -t-elle évoluer à l'avenir Le record de la travée est actuellement détenu par le pont Russki en Russie, avec une portée record de1104 m. Des portées plus longues ont été conçues plus tôt, mais pas encore réalisées, des alternatives ont été proposée avec des travée principale qui peuvent aller jusqu'à 1800 m. Leonhardt a proposé un pont à haubans d'une travée principale de 1 800 m pour traverser Messina en Italie, pour le trafic routier et ferroviaire, Les câbles de haubanage parallèle seront fabriqués sur site à partir de leurs composants. Les traverses peuvent réduire l’affaissement de manière économique, de sorte que le module effectif d’élasticité est augmenté. Des câbles théoriquement en carbone, avec leur faible poids spécifique, pourraient aider à cet égard, mais ils restent assez chers. La stabilité aérodynamique des futures portées record nécessitera une attention particulière, tant pour les haubans que pour les poutres. Jusqu’à présent, une poutre en acier très rigide en torsion avec deux plans de câbles et des tours en A s’est révélée suffisamment stable, les amortisseurs n'étant requis qu’à titre d'exception. uploads/Ingenierie_Lourd/ expose-pont-3.pdf