Chapitre-2-ponts.pdf
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www.almohandiss.com CHAPITRE II : LES DIFFERENTES PHASES DANS LA DEMARCHE DU CONCEPTEUR
I-
INTRODUCTION
La conception d’un pont est une démarche itérative dont l’objectif est l’optimisation technique et économique de l’ouvrage projeté vis-à-vis de l’ensemble des contraintes. Elle est menée par une équipe multidisciplinaire regroupant : hydrologue, hydraulicien, géotechnicien, géologue, ingénieur structures, architecte, etc.. La démarche du concepteur se décompose en général en trois phases : 1- Reconnaissance du site et recueil de toutes les données du projet 2- Choix de la solution répondant au mieux aux différentes contraintes 3- Etude détaillée de la solution choisie II-
RECUEIL DES DONNEES
La conception d’un pont est conditionnée par un certain nombre de données et de contraintes. Elles sont de deux types : 1- Contraintes ou données naturelles qu’il est nécessaire de respecter et qu’il n’est pas possible de modifier. 2- Contraintes ou données fonctionnelles fixées par le maître d’ouvrage. Ces contraintes et données doivent être recueillies au démarrage du projet. Un oubli ou une négligence de l’une d’entre elles pourrait conduire à la modification complète du projet. II.1 Données naturelles ou d’origine naturelle C’est l’ensemble des données imposées par le site. Elles sont de plusieurs types : climatiques, géologiques, topographiques, géotechniques, hydrologiques et hydrauliques. -
données climatiques, en particulier, les relevés pluviométriques, si elles existent, leurs interprétations statistiques ; données hydrométriques ou relevés des stations de jaugeage. Données hydrauliques directement exploitables ou extrapolables au site de l’ouvrage (cas de très grands cours d’eau).
Leur recueil suit, en général, la démarche suivante : a- Visite du site et enquête locale : Il s’agit de recueillir toutes les informations indispensables pour engager l’étude : -
topographie du site, sa géologie superficielle (affleurement de rocher), s’informer sur les modifications du site en fonction du temps (déplacement du cours d’eau, érosion, etc…) repérer et examiner les ouvrages avoisinants et recueillir la documentation les concernant,
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s’assurer des possibilités d’accès au site, repérer les emplacements d’installation et de stockage des matériaux et des aires de préfabrication éventuelles. S’il s’agit d’un ouvrage de franchissement d’un cours d’eau : o s’informer auprès des riverains et des services communaux : Des limites d’inondation, Des niveaux des plus hautes eaux atteintes par des crues exceptionnelles, De la stabilité du cours d’eau et de son régime d’écoulement, De projets éventuels de rectification ou d’approfondissement du lit De projets de construction de barrages, de canaux, etc.. o relever les stations pluviométriques ou hydrométriques proches du site de l’ouvrage ou dans le même région, le Qmax et les laisses de crue. Fixer l’emplacement de l’ouvrage, pour ce faire, il faut : o Esquisser pour chaque emplacement un ouvrage et un tracé et évaluer les conséquences de chaque solution o Eviter le plus possible les ouvrages très biais. Le coût des ponts croit considérablement avec le biais lorsque ce dernier est très prononcé. o Eviter le plus possible les ponts courbes. Ils engendrent des difficultés de définition géométrique entraînant des risques plus importants d’exécution imparfaite et des suppléments de dépenses de diverses natures. o Choisir un nouvel emplacement, de préférence à l’amont, pour la reconstruction d’un ouvrage existant. L’écoulement ne sera pas perturbé par l’ouvrage existant. Ce dernier, servira pour la déviation provisoire et les fondation du nouveau pont ne seront pas gênées par celles de l’existant b- Etablissement des plans côtés :
L’emplacement du pont étant connu, il faut : -
se procurer les cartes topographiques de la région concernée par l’ouvrage (cartes topographiques au 1/100000 ou 1/50000), établir les plans côtés (1/200 ou 1/500) selon les cas, établir un profil en long du terrain naturel dans l’axe de l’ouvrage, établir plusieurs profils en travers à l’amont et à l’aval de l’axe de l’ouvrage.
Ces plans côtés seront rattachés au système de triangulation NGM et aux coordonnées Lambert. Si aucun repère de rattachement n’existe dans la région, on pourra prévoir, provisoirement, un rattachement à des points fixes qui ne risquent pas la destruction. c- Données hydrologiques et hydrauliques Dans le cas où l’ouvrage franchit un cours d’eau, on a besoin de déterminer : -
le débit de projet les plus hautes eaux et plus basses eaux PHE, PBE
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1. Débit de projet :Calcul hydrologique 1.1 La détermination du débit de projet commence par la délimitation du bassin versant. • -
Hydrologie (théorie) : totalité de la surface qui contribue à l’écoulement en une section donnée d’un cours d’eau. Topographie (pratique) : zone délimitée par la ligne de crête tracée à partir de l’emplacement de l’ouvrage (intersection du cours d’eau avec le tracé) •
-
-
Délimitation
Sur des cartes topographiques au 1/5000e pour des BV de quelques km² de surface Sur des cartes topographiques au 1/50 000e pour des BV de dizaines ou centaines de km² de surface •
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Définition :
Caractérisation
La surface : la surface délimitée sur les cartes topographiques relevée au planimètre. La longueur : la longueur du trajet le plus long qu’une goutte d’eau est susceptible de parcourir entre son point de chute et sa sortie du BV. La pente : la pente d’une droite qui délimite avec le profil en long du BV deux surfaces égales.
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Plan de BV
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1.2 Après la délimitation du bassin versant, et en fonction de l’existence ou non de stations de la météo nationale ou de la direction de l’hydraulique dans la zone d’étude, il sera procédé au calcul du débit de projet par : •
Formules déterministes :
Pluie – débit : si l’on dispose des données pluviométriques des stations de la météorologie nationale. Formule rationnelle : Valable pour les petits bassins versants Q= 0.277 * C * I * A C : coefficient de ruissellement A : superficie du BV I : intensité de pluie Débit – Débit : si l’on dispose des données hydrométriques des stations de l’administration de l’hydraulique. Valable pour les grands bassins versants : Ajustement statistique des séries de données disponibles suivant différentes lois (Gumbel, Gauss, Goordich, Pearson III, etc) •
Formules empiriques : (voir Annexe I)
Si l’on ne dispose d’aucune donnée pluviométrique ou hydrométrique ou si la durée d’observation et d’enregistrement est insuffisante. Certaines règles s’imposent lors de l’utilisation des différentes formules, afin d’estimer convenablement le débit de projet. En premier lieu, il faut connaître le domaine d’utilisation de chaque formule et tenir compte des réserves émises concernant son utilisation. L’utilisation de plusieurs formules est conseillée pour analyser les résultats, éliminer les valeurs jugées peu probables et retenir la valeur moyenne. En pratique, tous les résultats doivent être soumis à l’esprit critique de l’ingénieur et à son expérience •
Crue de projet
En fonction de l’importance du cours d’eau et de la route (trafic, classement) et en tenant compte de considérations d’ordre économique et social, l’administration définit la période de retour à retenir pour chaque projet. Un débit de période de retour T, est un débit dont la probabilité d’occurrence est de 1/T.
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2- PHE : Calcul hydraulique L’étude hydraulique d’un ouvrage de franchissement routier, en une section déterminée d’un oued, est réalisée dans le but de conférer à la structure une ouverture et un gabarit suffisants pour faire évacuer la crue de projet arrêtée par l’étude hydrologique. Elle s’occupe d’analyser l’écoulement à l’intérieur de l’ouvrage et son effet sur toute la structure en tenant compte des conditions d’entrée et de sortie et du lit de l’oued à l’amont et à l’aval de la section de franchissement. Différentes données sont à recueillir du site : 1- les coupes transversales du lit de l’oued au niveau de la section de franchissement et en d’autres sections à l’amont et à l’aval de celle-ci, doivent être déterminées minutieusement par un levé topographique précis. 2- Une étude granulométrique du lit et des berges du cours d’eau est à réaliser afin d’estimer la rugosité du lit et donc son influence sur l’écoulement. L’étude hydraulique se fait en deux phases principales : 2.1 Détermination des plus hautes eaux sans ouvrages Le calcul de la côte des PHE est mené suivant la formule de Manning Strikler : Q = K Sm RH 2/3 I ½ (m3/s) Avec : I : pente de l’oued (m/m) K : coefficient de rugosité (s-1 m-1/3) Sm : section mouillée (m²) Pm : Périmètre mouillé (m) RH= Sm / Pm : rayon hydraulique (m)
Nature des parois Parois très lisses (enduits, tôles métalliques) Béton lisse (canaux en béton) Béton courant Béton rugueux Rivière avec fond résistant Rivière avec végétation Rivière avec fond mouvant
Coefficient de rugosité K 100 75 67 60 40 30 25
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La représentation graphique de la fonction reliant la côte du plan d’eau et le débit est désignée par courbe de tarage. Dans le cas d’un lit fixe, le tronçon peut être approximativement considéré comme prismatique et l’écoulement a lieu en régime uniforme. Le procédé à adopter pour déterminer la courbe de tarage est le suivant : -
Evaluer la pente du lit le long du tronçon, Estimer la valeur du coefficient qui traduit l’effet de la rugosité, Déterminer la section transversale simplifiée équivalente, Fixer une hauteur d’eau de départ h1 mesurer le débouché superficiel ou la section mouillée Sm1 = l’aire de la section offerte à l’écoulement limitée par les parois et la surface libre correspondant à h1, mesurer le périmètre mouillé Pm1= périmètre de la partie de la section mouillée en contact avec les parois correspondant à h1 Calculer le débit correspondant à h1 par la formule de Maning Strikler Recommencer l’opération pour plusieurs valeurs de h Tracer la courbe de tarage Lire la côte de PHE correspondant au débit de projet.
2.2 Estimation de l’effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) Débouché linéaire (DL) = C’est la somme des longueurs entre nus d’appuis du plan d’eau. Débouché superficiel (DS)= C’est la somme des surfaces offertes à l’écoulement de l’eau
Pour des raisons d’économie, on ne donne pas au débouché linéaire des ponts, la largeur du cours d’eau. Généralement, on introduit une contraction de la section d’écoulement, il s’en suit une surélévation du plan d’eau à l’amont de l’ouvrage et un accroissement de la vitesse d’écoulement sous le pont. Cette surélévation de la hauteur d’eau, appelée remous, doit être calculée et maitrisée afin de bien caller l’ouvrage en hauteur. (voir annexe II)
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2.3 Exploitation des résultats du calcul hydraulique La détermination des PHE et du remous permet de : -
fixer la côte minimale de l’intrados du tablier en respectant un tirant d’air d’au moins 1m par rapport à la côte des PHE. connaître le débouché linéaire, fixer la longueur du pont et ;
On distingue les cas suivants : -
vallée insubmersible (pas de débordement) : On peut concevoir un ouvrage pour franchir le lit mineur avec des remblais dans le lit majeur éventuel. Ce remblai devra comporter des ouvrages de décharge, notamment au passage des faux bras et aux points bas.
-
Vallée submersible (cas des oueds sahariens) : On prévoit un pont sur toute la largeur de la vallée. Des raisons d’ordre financier peuvent empêcher de franchir la totalité du lit majeur. Il faut, alors, prendre des dispositions spéciales. Les culées et les remblais d’accès doivent être fortement protégés. Il est possible, également, de prévoir des aménagements dans le lit de l’oued à l’amont et à l’aval du pont pour réduire les effets d’affouillement et d’érosion dus au rétrécissement. Pour de plus larges vallées, on peut s’orienter vers la 8
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solution de radier submersibles ou semi-submersibles et admettre des coupures de la circulation.
3- Données d’origine hydraulique : Les action d’origine hydraulique se manifestent par : 3.1 Actions hydrostatiques et hydrodynamiques : L’action hydrostatique de l’eau peut être prise en compte sur les parois des appuis en prenant les poids déjaugés des parties d’ouvrages immergés , selon le principe d’archimède : d’Archimède : Poids de la partie immergée = (γ béton – γ eau) * volume de la partie immergée. L’action hydrodynamique est due à la vitesse de l’eau qui développe une poussée hydrodynamique sur les parois des piles. La valeur e cette poussée est donnée par : R= K S V² Où : S : la surface offerte à l’eau, V : la vitesse du courant en surface, K : Coefficient caractérisant la forme de la pile = 720 si la section plane de l’obstacle est carrée ou rectangulaire = 350 si la section plane de l’obstacle est circulaire = 260 si la section plane de l’obstacle comporte un avant-bec pointu.
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3.2 Affouillements : Les affouillements comprennent : o l’affouillement général (AG) : C’est la mise en suspension des matériaux meubles constituant le fond du lit de l’oued, lors d’une crue. o l’affouillement local (AL) : il est dû à la présence d’obstacles dans le lit qui provoquent des déviations horizontales des filets d’eau engendrant des composantes verticales des vitesses et des mouvements tourbillonnaires. Il se traduit par un creusement plus marqué à l’amont qu’à l’aval avec dépôt au-delà du creusement aval.
o l’affouillement dû au rétrécissement (AR) : il est dû à la contraction de la section d’écoulement par l’ouvrage et ses remblais d’accès entraînant un approfondissement du lit de l’oued 10
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Pour les culées, l’affouillement total = AG + AR Pour les piles, l’affouillement total = AG + AR + AL Les différents types d’affouillement sont estimés par des formules empiriques en fonction de la vitesse du courant, de la nature du sol et de sa granulométrie de la forme des obstacles et de leur disposition par rapport à la direction de l’écoulement. (voir annexe III) Le phénomène d’affouillement est cause de ruine de nombreux ouvrages, aussi est-il recommandé de limiter ses niveaux, en : -
disposant les piles parallèlement au courant; en adoptant pour les piles des formes hydrodynamiques. Les piles seront munies d’avant bec et d’arrière bec ; en limitant le nombre d’appuis dans le lit de l’oued, en limitant le rétrécissement du lit de l’oued, les semelles de fondations doivent être calées au niveau de l’affouillement général ; en prévoyant les protections nécessaires au niveau des piles et des remblais d’accès.
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d- Données géotechniques C’est l’ensemble des données concernant la nature du sol et du sous sol appelé à constituer l’assise des fondations ainsi que le niveau de la nappe phréatique. La connaissance de ces données est souvent déterminante dans le choix du type d’ouvrage et du type de fondations. L’insuffisance dans la connaissance de ces données risquent d’entraîner des modifications dans la conception de l’ouvrage ou des renforcements onéreux si les fouilles à l’exécution des travaux font apparaître une nature du sous sol différente de celle attendue ou encore l’incertitude des investigations sur la connaissance du sol peut amener le projeteur de l’ouvrage à prendre une marge de sécurité importante dans les fondations ce qui conduirait à un surcoût inutile. Du fit du coût important des investigations géotechniques, le projeteur devra les prévoir en nombre suffisant sans exagération. Les essais et les calculs géotechniques sont régis, actuellement, par le fascicule 62 titre V du CCTG (cahier des clauses techniques générales) français ou le dossier Fond 72 du SETRA. Les investigations géotechniques débutent dès la phase de l’étude de définition avec le rassemblement préalable des informations par une enquête sur les ouvrages voisins et sur le site du projet pour la détection d’affleurement de rocher éventuel. La consultation des cartes géologiques du site, et des résultats de la campagne géotechnique de reconnaissance du tracé dans le cas d’une nouvelle route, fournit les premiers renseignements sur la nature du sol. Une campagne géotechnique est définie par le bureau d’études et commandée par l’administration avant d’entamer l’avant projet. Une campagne géotechnique complémentaire peut être envisagée au niveau du projet d’exécution, si des doutes persistent sur le type et le niveau des fondations. La campagne géotechnique consiste à : -
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identifier les différentes couches du sol, par le bais de sondages destructifs : prélèvements d’échantillons remaniées à l’aide de tarière. Ils permettent d’établir une coupe géotechnique précise du site, leur nombre doit être suffisamment élevé. Ils sont peu onéreux, donnent une indication sur les propriétés mécaniques des sols et permettent de déceler les discontinuités dans le sol. effectuer des prélèvements sur des carottes non remaniées pour réaliser des essais de laboratoire. Ces essais sont longs et coûteux et permettent de déterminer la portance du sol et de calculer les tassements. Les plus courants sont : o la granulométrie pur l’estimation des affouillements o essais de cisaillement pur déterminer la cohésion et l’angle de frottement o essais triaxials o essais œdométriques pur le calcul des tassements réaliser des essais in situ : o le pénétromètre statique : consiste à enfoncer dans le sol une pointe à vitesse lente et constante, n mesure la résistance de pointe et la résistance latérale. Cet essai permet d’obtenir une évaluation qualitative des caractéristiques du sol et par des méthodes empiriques de transposer les résultats obtenus à la fondation projeté.
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o Le pénétromètre dynamique : consiste à mesurer en fonction de la profondeur, le nombre de coups nécessaires pour l’enfoncement de 10cm d’une pointe par battage. Cet essai permet d’apprécier le comportement des pieux battus ou des palplanches lorsqu’ils sont envisagés. o Le pressiomètre : cet essai consiste en l’injection d’eau dans une cellule de mesure cylindrique encadrée par une cellule de garde assurant l’uniformité du champs des contraintes sur le sol. On détermine ainsi la pression exercée sur le sol en fonction du volume injecté. Cet essai permet un calcul rapide de la portance du sol et dans le cas de sol peu compressible la détermination des tassements. Cet essai permet aussi de déterminer le module d’élasticité du sol et son module de réaction. e- Données d’origine naturelle : Elles comprennent : -
les données climatiques : o Action du vent : 200 N/m2 frappant l’ouvrage (tablier et piles) dans le sens transversal. o Variations de température : une variation de température de ±10° à court terme et ±25° à long terme o Le retrait : une déformation relative de 4.10-4 o Le fluage (pour le béton précontraint) : une déformation relative de 3.10-4.
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Les données sismiques : une valeur de l’accélération nominale (an) est donnée en fonction de la situation de l’ouvrage par rapport au zonage sismique. (AFPS92) f- Données d’intégration au site :
Il faut que l’ouvrage s’intègre le mieux possible dans son site d’accueil. Ces données portent sur : -
l’aspect architectural de l’ouvrage, nécessitant dans certain,s cas l’intervention d’architecte spécialisé dans les ouvrages d’art l’impact de l’ouvrage et les modifications qu’il peut entraîner sur l’environnement (nuisance, pollution, etc..) II.2 Contraintes fonctionnelles ou d’origine fonctionnelle
C’est l’ensemble des contraintes fixées par le maître d’ouvrage qui sont liées à : -
la voie portée l’obstacle franchi les actions d’origine fonctionnelle les équipements et accessoires
le recueil de ces données nécessite la consultation des organismes et administrations qui peuvent être concernés par la construction de l’ouvrage (NE, ONEP, PTT, ONCF, ADM, etc..).
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a- la voie portée Elle est définie par trois éléments : 1- Tracé en plan, Les ouvrages font partie du tracé routier, le choix de leurs emplacements en dépend par conséquent. Autrefois, pour des considérations techniques et économiques on projetait des ouvrages droits par rapport aux obstacles franchis. Mais avec le développement du trafic, il est devenu impératif d’assurer un meilleur confort et une meilleure sécurité des usagers de la route. Cette tendance a conduit, compte tenu du développement technique, à projeter des ouvrages biais ou courbes permettant des tracés droits ou courbes de très grands rayons. Le coût d’un itinéraire est le cumul du coût des tronçons de routes et du coût des ouvrages qui le composent. L’optimisation de l’itinéraire nécessite un travail conjoint entre les spécialistes du tracé et les spécialistes des ouvrages d’art pour optimiser le coût total du projet. Généralement, il est préférable de projeter des ouvrages à biais modéré ou à courbure constante dans le cas des ponts courbes. 2- Profil en travers En section courante hors ouvrage, il est fixé par les normes routières en fonction du type de la voie portée : - Pour les routes nationales : instruction sur les caractéristiques géométriques des routes en rase campagne. - Pour les autoroutes : ICTAAL instruction sur les conditions techniques d’aménagement des autoroutes de liaison. - Pour les voies rapides urbaines :ICTARVU instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides urbaines. Ces profils en travers sont un peu modifiés sur les ouvrages. Il faut tenir compte de l’évolution prévisible du trafic et de l’élargissement possible de l’ouvrage.
Profil en travers dans le cas des routes nationales : Profil en travers type Largeur du trottoir LT: en fonction de la circulation piétonne minimum 1.00m en rase campagne et 1.50m pur un ouvrage urbain. Largeur de chaussée LC: en fonction de la catégorie de la voie (vitesse de référence), elle est augmentée d’une surlargeur Sl (7.00m en général, à l’exception des ouvrages rétablissant des pistes n,on revêtues 6.00m) Surlargeur Sl : est fonction de la vitesse de référence ( 0.50m sur ouvrage)
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Vr (Km/h) 120 100 80 60 40
Sl 0.75 0.50 0.25 0.25 0.20
La chaussée est en général constituée de deux versants avec une pente de 2.5% avec raccordement parabolique au milieu sur 1.00m Dans le cas de chaussée unidirectionnelle, elle est constituée d’un seul versant avec une pente de 2.5% Profil en travers avec glissière de sécurité Les surlargeurs sont plus importantes. Les autres éléments sont identiques.
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Vr (Km/h) 120 100 80 60 40
Sl 0.75 0.75 0.50 0.50 0.50
Profil en travers avec accotements constitués par des bandes d’arrêt d’urgence Si l’ouvrage est long (>30m), on peut adopter un profil réduit avec surlargeur comme indiqué précédemment. La réduction du profil dit être introduite de manière progressive à l’amont et à l’aval de l’ouvrage.
Le profil en travers de la route est conservé sur l’ouvrage si : - la longueur du pont ≤30m - la chaussée comporte des voies réservées aux cycles Dans ce cas : BAU =2.00, 2.25 ou 2.50m LT=min1.00m et Lc=7.00m Profil en travers dans le cas des ouvrages courbes La chaussée est déversée d’un seul côté et le dévers est fonction du rayon de courbure. Une surlargeur supplémentaire est à prévoir si R≤200m : S = 50 / R si R<200m Cette surlargeur sera introduite de préférence du côté intérieur du virage
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Profil en travers dans le cas des autoroutes : Profil en travers type La pente est de 2.5% La chaussée est composées de n voies, chaque voie a une largeur de 3.50m qui peut être ramenée à 3.00m en site urbain. Le terre plein central dans le profil en travers curant est de 2.50m à 3.50m. il peut être ramené à 1.50m si le profil est réduit en section courante. La bande dérasée de gauche est de 0.50m à 1.00m La bande d’arrêt d’urgence est de 2,50 à 3,50m et peut être réduite à 2,00m. Elle peut être remplacée par une BDD (Bande dérasée droite) d’une largeur conseillée comprise entre 1,00 et 2,00m (pour éviter que les usagers ne la prennent pour une BAU, exceptionnellement réduite à 50cm. Le passage de service s’il est prévu de 1m compte tenu du dispositif de sécurité. Lorsque la longueur de l’ouvrage est inférieure à 100m, le profil en travers sera conservé sur ouvrage. Généralement, BAU=2,00m et BDG=1m, elle peut être réduite en fonction du dispositif de sécurité. Pour un ouvrage de plus de 100m de longueur, on peut envisager : -
Soit deux tabliers comportant chacun en plus de la chaussée une BAU de 2m et une BDG de 0,75m soit un tabler unique comportant en plus des chaussées deux BAU de 2m et un TPC de 1,50m Soit n profil réduit comportant des chaussées de 2X7m, 2 BDD de 1m et un TPC de 1,50m 3- Profil en long
C’est celui de l’itinéraire. IL doit tenir compte du tirant d’air à dégager pour le franchissement d’un cours d’eau et du gabarit dans le cas du franchissement d’une voie de circulation. La pente ne doit pas dépasser 4% pour des raisons de sécurité. Le profil en long doit être étudié avec soin sur le plan esthétique. Le pont devra présenter un bombement. Les ouvrages plats, horizontaux ou formant une cuvette sont à proscrire pou éviter l’impression d’instabilité par effet optique et assurer un bon drainage du pont. b- Les charges routières Les ponts doivent être justifiés vis-à-vis des surcharges réglementaires définies par le fascicule 61 titre II
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Il faut prévoir dès le départ le type des convois militaires et des convois exceptionnels qui doivent emprunter l’itinéraire. Elles comprennent les systèmes suivants : (voir annexe IV) -
A(l) B Mc E et D c- Obstacle franchi 1- cas d’un obstacle naturel
Les contraintes sont celles des données naturelles du site. 2- Cas d’un obstacle routier Les données à définir sont l’ouverture t le gabarit. L’ouverture étant la distance à dégager entre nu d‘appuis, elle est liée au profil en travers de la voie franchie. Le gabarit est la distance à dégager entre l’intrados de l’ouvrage et la voie franchie. Il est de : - 5,10 pour les autoroutes et les routes nationales - 4,75 pour les voies supportant des convois militaires - 4,50m dans les autres cas 3- cas d’un obstacle ferroviaire Les données seront fournies par les services de l’ONCF. Ce dernier fixe les gabarits à respecter et impose des conditions très strictes su les appuis et leur mode d’exécution, ainsi que le mode de construction de l’ouvrage. Le gabarit, en général est de 4,8m pour une voie non électrifiée et 5,20 à 5,50 pour une voie électrifiée. d- Actions d’origine fonctionnelle Les actions d’origine fonctionnelle comprennent : - les chocs de véhicules contre es piles de ponts - les chocs de véhicules contre les dispositifs de sécurité - les sujétions à prendre en compte lors de la conception de l’ouvrage 1- les chocs de véhicules contre les piles de ponts Les piles de ponts doivent être justifiées vis-à-vis d’une charge horizontale appliquée à 1,50m du sol, pour un choc frontal une charge de 1000KN et pour un choc latéral une charge de 500KN. 2- Les chocs de véhicules contre les dispositifs de sécurité Définis par le fascicule 61 titre II. Ils seront détaillés dans le chapitre réservé aux équipements.
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3- les sujétions à prendre en compte lors de la conception de l’ouvrage Elles comprennent l’ensemble des contraintes qui peuvent conditionner la conception d’un ouvrage. Par exemple, la nécessité de conserver la circulation sur une voie franchie. e- les équipements et accessoires C’est l’ensemble des éléments constituants la superstructure et équipements du tablier dont il est nécessaire de déterminer la nature, le pois et le mode de fixation, sans oublier les réseaux et canalisations à supporter par le pont.
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INTRODUCTION
La conception d’un pont est une démarche itérative dont l’objectif est l’optimisation technique et économique de l’ouvrage projeté vis-à-vis de l’ensemble des contraintes. Elle est menée par une équipe multidisciplinaire regroupant : hydrologue, hydraulicien, géotechnicien, géologue, ingénieur structures, architecte, etc.. La démarche du concepteur se décompose en général en trois phases : 1- Reconnaissance du site et recueil de toutes les données du projet 2- Choix de la solution répondant au mieux aux différentes contraintes 3- Etude détaillée de la solution choisie II-
RECUEIL DES DONNEES
La conception d’un pont est conditionnée par un certain nombre de données et de contraintes. Elles sont de deux types : 1- Contraintes ou données naturelles qu’il est nécessaire de respecter et qu’il n’est pas possible de modifier. 2- Contraintes ou données fonctionnelles fixées par le maître d’ouvrage. Ces contraintes et données doivent être recueillies au démarrage du projet. Un oubli ou une négligence de l’une d’entre elles pourrait conduire à la modification complète du projet. II.1 Données naturelles ou d’origine naturelle C’est l’ensemble des données imposées par le site. Elles sont de plusieurs types : climatiques, géologiques, topographiques, géotechniques, hydrologiques et hydrauliques. -
données climatiques, en particulier, les relevés pluviométriques, si elles existent, leurs interprétations statistiques ; données hydrométriques ou relevés des stations de jaugeage. Données hydrauliques directement exploitables ou extrapolables au site de l’ouvrage (cas de très grands cours d’eau).
Leur recueil suit, en général, la démarche suivante : a- Visite du site et enquête locale : Il s’agit de recueillir toutes les informations indispensables pour engager l’étude : -
topographie du site, sa géologie superficielle (affleurement de rocher), s’informer sur les modifications du site en fonction du temps (déplacement du cours d’eau, érosion, etc…) repérer et examiner les ouvrages avoisinants et recueillir la documentation les concernant,
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s’assurer des possibilités d’accès au site, repérer les emplacements d’installation et de stockage des matériaux et des aires de préfabrication éventuelles. S’il s’agit d’un ouvrage de franchissement d’un cours d’eau : o s’informer auprès des riverains et des services communaux : Des limites d’inondation, Des niveaux des plus hautes eaux atteintes par des crues exceptionnelles, De la stabilité du cours d’eau et de son régime d’écoulement, De projets éventuels de rectification ou d’approfondissement du lit De projets de construction de barrages, de canaux, etc.. o relever les stations pluviométriques ou hydrométriques proches du site de l’ouvrage ou dans le même région, le Qmax et les laisses de crue. Fixer l’emplacement de l’ouvrage, pour ce faire, il faut : o Esquisser pour chaque emplacement un ouvrage et un tracé et évaluer les conséquences de chaque solution o Eviter le plus possible les ouvrages très biais. Le coût des ponts croit considérablement avec le biais lorsque ce dernier est très prononcé. o Eviter le plus possible les ponts courbes. Ils engendrent des difficultés de définition géométrique entraînant des risques plus importants d’exécution imparfaite et des suppléments de dépenses de diverses natures. o Choisir un nouvel emplacement, de préférence à l’amont, pour la reconstruction d’un ouvrage existant. L’écoulement ne sera pas perturbé par l’ouvrage existant. Ce dernier, servira pour la déviation provisoire et les fondation du nouveau pont ne seront pas gênées par celles de l’existant b- Etablissement des plans côtés :
L’emplacement du pont étant connu, il faut : -
se procurer les cartes topographiques de la région concernée par l’ouvrage (cartes topographiques au 1/100000 ou 1/50000), établir les plans côtés (1/200 ou 1/500) selon les cas, établir un profil en long du terrain naturel dans l’axe de l’ouvrage, établir plusieurs profils en travers à l’amont et à l’aval de l’axe de l’ouvrage.
Ces plans côtés seront rattachés au système de triangulation NGM et aux coordonnées Lambert. Si aucun repère de rattachement n’existe dans la région, on pourra prévoir, provisoirement, un rattachement à des points fixes qui ne risquent pas la destruction. c- Données hydrologiques et hydrauliques Dans le cas où l’ouvrage franchit un cours d’eau, on a besoin de déterminer : -
le débit de projet les plus hautes eaux et plus basses eaux PHE, PBE
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1. Débit de projet :Calcul hydrologique 1.1 La détermination du débit de projet commence par la délimitation du bassin versant. • -
Hydrologie (théorie) : totalité de la surface qui contribue à l’écoulement en une section donnée d’un cours d’eau. Topographie (pratique) : zone délimitée par la ligne de crête tracée à partir de l’emplacement de l’ouvrage (intersection du cours d’eau avec le tracé) •
-
-
Délimitation
Sur des cartes topographiques au 1/5000e pour des BV de quelques km² de surface Sur des cartes topographiques au 1/50 000e pour des BV de dizaines ou centaines de km² de surface •
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Définition :
Caractérisation
La surface : la surface délimitée sur les cartes topographiques relevée au planimètre. La longueur : la longueur du trajet le plus long qu’une goutte d’eau est susceptible de parcourir entre son point de chute et sa sortie du BV. La pente : la pente d’une droite qui délimite avec le profil en long du BV deux surfaces égales.
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Plan de BV
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1.2 Après la délimitation du bassin versant, et en fonction de l’existence ou non de stations de la météo nationale ou de la direction de l’hydraulique dans la zone d’étude, il sera procédé au calcul du débit de projet par : •
Formules déterministes :
Pluie – débit : si l’on dispose des données pluviométriques des stations de la météorologie nationale. Formule rationnelle : Valable pour les petits bassins versants Q= 0.277 * C * I * A C : coefficient de ruissellement A : superficie du BV I : intensité de pluie Débit – Débit : si l’on dispose des données hydrométriques des stations de l’administration de l’hydraulique. Valable pour les grands bassins versants : Ajustement statistique des séries de données disponibles suivant différentes lois (Gumbel, Gauss, Goordich, Pearson III, etc) •
Formules empiriques : (voir Annexe I)
Si l’on ne dispose d’aucune donnée pluviométrique ou hydrométrique ou si la durée d’observation et d’enregistrement est insuffisante. Certaines règles s’imposent lors de l’utilisation des différentes formules, afin d’estimer convenablement le débit de projet. En premier lieu, il faut connaître le domaine d’utilisation de chaque formule et tenir compte des réserves émises concernant son utilisation. L’utilisation de plusieurs formules est conseillée pour analyser les résultats, éliminer les valeurs jugées peu probables et retenir la valeur moyenne. En pratique, tous les résultats doivent être soumis à l’esprit critique de l’ingénieur et à son expérience •
Crue de projet
En fonction de l’importance du cours d’eau et de la route (trafic, classement) et en tenant compte de considérations d’ordre économique et social, l’administration définit la période de retour à retenir pour chaque projet. Un débit de période de retour T, est un débit dont la probabilité d’occurrence est de 1/T.
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2- PHE : Calcul hydraulique L’étude hydraulique d’un ouvrage de franchissement routier, en une section déterminée d’un oued, est réalisée dans le but de conférer à la structure une ouverture et un gabarit suffisants pour faire évacuer la crue de projet arrêtée par l’étude hydrologique. Elle s’occupe d’analyser l’écoulement à l’intérieur de l’ouvrage et son effet sur toute la structure en tenant compte des conditions d’entrée et de sortie et du lit de l’oued à l’amont et à l’aval de la section de franchissement. Différentes données sont à recueillir du site : 1- les coupes transversales du lit de l’oued au niveau de la section de franchissement et en d’autres sections à l’amont et à l’aval de celle-ci, doivent être déterminées minutieusement par un levé topographique précis. 2- Une étude granulométrique du lit et des berges du cours d’eau est à réaliser afin d’estimer la rugosité du lit et donc son influence sur l’écoulement. L’étude hydraulique se fait en deux phases principales : 2.1 Détermination des plus hautes eaux sans ouvrages Le calcul de la côte des PHE est mené suivant la formule de Manning Strikler : Q = K Sm RH 2/3 I ½ (m3/s) Avec : I : pente de l’oued (m/m) K : coefficient de rugosité (s-1 m-1/3) Sm : section mouillée (m²) Pm : Périmètre mouillé (m) RH= Sm / Pm : rayon hydraulique (m)
Nature des parois Parois très lisses (enduits, tôles métalliques) Béton lisse (canaux en béton) Béton courant Béton rugueux Rivière avec fond résistant Rivière avec végétation Rivière avec fond mouvant
Coefficient de rugosité K 100 75 67 60 40 30 25
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La représentation graphique de la fonction reliant la côte du plan d’eau et le débit est désignée par courbe de tarage. Dans le cas d’un lit fixe, le tronçon peut être approximativement considéré comme prismatique et l’écoulement a lieu en régime uniforme. Le procédé à adopter pour déterminer la courbe de tarage est le suivant : -
Evaluer la pente du lit le long du tronçon, Estimer la valeur du coefficient qui traduit l’effet de la rugosité, Déterminer la section transversale simplifiée équivalente, Fixer une hauteur d’eau de départ h1 mesurer le débouché superficiel ou la section mouillée Sm1 = l’aire de la section offerte à l’écoulement limitée par les parois et la surface libre correspondant à h1, mesurer le périmètre mouillé Pm1= périmètre de la partie de la section mouillée en contact avec les parois correspondant à h1 Calculer le débit correspondant à h1 par la formule de Maning Strikler Recommencer l’opération pour plusieurs valeurs de h Tracer la courbe de tarage Lire la côte de PHE correspondant au débit de projet.
2.2 Estimation de l’effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) Débouché linéaire (DL) = C’est la somme des longueurs entre nus d’appuis du plan d’eau. Débouché superficiel (DS)= C’est la somme des surfaces offertes à l’écoulement de l’eau
Pour des raisons d’économie, on ne donne pas au débouché linéaire des ponts, la largeur du cours d’eau. Généralement, on introduit une contraction de la section d’écoulement, il s’en suit une surélévation du plan d’eau à l’amont de l’ouvrage et un accroissement de la vitesse d’écoulement sous le pont. Cette surélévation de la hauteur d’eau, appelée remous, doit être calculée et maitrisée afin de bien caller l’ouvrage en hauteur. (voir annexe II)
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2.3 Exploitation des résultats du calcul hydraulique La détermination des PHE et du remous permet de : -
fixer la côte minimale de l’intrados du tablier en respectant un tirant d’air d’au moins 1m par rapport à la côte des PHE. connaître le débouché linéaire, fixer la longueur du pont et ;
On distingue les cas suivants : -
vallée insubmersible (pas de débordement) : On peut concevoir un ouvrage pour franchir le lit mineur avec des remblais dans le lit majeur éventuel. Ce remblai devra comporter des ouvrages de décharge, notamment au passage des faux bras et aux points bas.
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Vallée submersible (cas des oueds sahariens) : On prévoit un pont sur toute la largeur de la vallée. Des raisons d’ordre financier peuvent empêcher de franchir la totalité du lit majeur. Il faut, alors, prendre des dispositions spéciales. Les culées et les remblais d’accès doivent être fortement protégés. Il est possible, également, de prévoir des aménagements dans le lit de l’oued à l’amont et à l’aval du pont pour réduire les effets d’affouillement et d’érosion dus au rétrécissement. Pour de plus larges vallées, on peut s’orienter vers la 8
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solution de radier submersibles ou semi-submersibles et admettre des coupures de la circulation.
3- Données d’origine hydraulique : Les action d’origine hydraulique se manifestent par : 3.1 Actions hydrostatiques et hydrodynamiques : L’action hydrostatique de l’eau peut être prise en compte sur les parois des appuis en prenant les poids déjaugés des parties d’ouvrages immergés , selon le principe d’archimède : d’Archimède : Poids de la partie immergée = (γ béton – γ eau) * volume de la partie immergée. L’action hydrodynamique est due à la vitesse de l’eau qui développe une poussée hydrodynamique sur les parois des piles. La valeur e cette poussée est donnée par : R= K S V² Où : S : la surface offerte à l’eau, V : la vitesse du courant en surface, K : Coefficient caractérisant la forme de la pile = 720 si la section plane de l’obstacle est carrée ou rectangulaire = 350 si la section plane de l’obstacle est circulaire = 260 si la section plane de l’obstacle comporte un avant-bec pointu.
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3.2 Affouillements : Les affouillements comprennent : o l’affouillement général (AG) : C’est la mise en suspension des matériaux meubles constituant le fond du lit de l’oued, lors d’une crue. o l’affouillement local (AL) : il est dû à la présence d’obstacles dans le lit qui provoquent des déviations horizontales des filets d’eau engendrant des composantes verticales des vitesses et des mouvements tourbillonnaires. Il se traduit par un creusement plus marqué à l’amont qu’à l’aval avec dépôt au-delà du creusement aval.
o l’affouillement dû au rétrécissement (AR) : il est dû à la contraction de la section d’écoulement par l’ouvrage et ses remblais d’accès entraînant un approfondissement du lit de l’oued 10
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Pour les culées, l’affouillement total = AG + AR Pour les piles, l’affouillement total = AG + AR + AL Les différents types d’affouillement sont estimés par des formules empiriques en fonction de la vitesse du courant, de la nature du sol et de sa granulométrie de la forme des obstacles et de leur disposition par rapport à la direction de l’écoulement. (voir annexe III) Le phénomène d’affouillement est cause de ruine de nombreux ouvrages, aussi est-il recommandé de limiter ses niveaux, en : -
disposant les piles parallèlement au courant; en adoptant pour les piles des formes hydrodynamiques. Les piles seront munies d’avant bec et d’arrière bec ; en limitant le nombre d’appuis dans le lit de l’oued, en limitant le rétrécissement du lit de l’oued, les semelles de fondations doivent être calées au niveau de l’affouillement général ; en prévoyant les protections nécessaires au niveau des piles et des remblais d’accès.
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d- Données géotechniques C’est l’ensemble des données concernant la nature du sol et du sous sol appelé à constituer l’assise des fondations ainsi que le niveau de la nappe phréatique. La connaissance de ces données est souvent déterminante dans le choix du type d’ouvrage et du type de fondations. L’insuffisance dans la connaissance de ces données risquent d’entraîner des modifications dans la conception de l’ouvrage ou des renforcements onéreux si les fouilles à l’exécution des travaux font apparaître une nature du sous sol différente de celle attendue ou encore l’incertitude des investigations sur la connaissance du sol peut amener le projeteur de l’ouvrage à prendre une marge de sécurité importante dans les fondations ce qui conduirait à un surcoût inutile. Du fit du coût important des investigations géotechniques, le projeteur devra les prévoir en nombre suffisant sans exagération. Les essais et les calculs géotechniques sont régis, actuellement, par le fascicule 62 titre V du CCTG (cahier des clauses techniques générales) français ou le dossier Fond 72 du SETRA. Les investigations géotechniques débutent dès la phase de l’étude de définition avec le rassemblement préalable des informations par une enquête sur les ouvrages voisins et sur le site du projet pour la détection d’affleurement de rocher éventuel. La consultation des cartes géologiques du site, et des résultats de la campagne géotechnique de reconnaissance du tracé dans le cas d’une nouvelle route, fournit les premiers renseignements sur la nature du sol. Une campagne géotechnique est définie par le bureau d’études et commandée par l’administration avant d’entamer l’avant projet. Une campagne géotechnique complémentaire peut être envisagée au niveau du projet d’exécution, si des doutes persistent sur le type et le niveau des fondations. La campagne géotechnique consiste à : -
-
-
identifier les différentes couches du sol, par le bais de sondages destructifs : prélèvements d’échantillons remaniées à l’aide de tarière. Ils permettent d’établir une coupe géotechnique précise du site, leur nombre doit être suffisamment élevé. Ils sont peu onéreux, donnent une indication sur les propriétés mécaniques des sols et permettent de déceler les discontinuités dans le sol. effectuer des prélèvements sur des carottes non remaniées pour réaliser des essais de laboratoire. Ces essais sont longs et coûteux et permettent de déterminer la portance du sol et de calculer les tassements. Les plus courants sont : o la granulométrie pur l’estimation des affouillements o essais de cisaillement pur déterminer la cohésion et l’angle de frottement o essais triaxials o essais œdométriques pur le calcul des tassements réaliser des essais in situ : o le pénétromètre statique : consiste à enfoncer dans le sol une pointe à vitesse lente et constante, n mesure la résistance de pointe et la résistance latérale. Cet essai permet d’obtenir une évaluation qualitative des caractéristiques du sol et par des méthodes empiriques de transposer les résultats obtenus à la fondation projeté.
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o Le pénétromètre dynamique : consiste à mesurer en fonction de la profondeur, le nombre de coups nécessaires pour l’enfoncement de 10cm d’une pointe par battage. Cet essai permet d’apprécier le comportement des pieux battus ou des palplanches lorsqu’ils sont envisagés. o Le pressiomètre : cet essai consiste en l’injection d’eau dans une cellule de mesure cylindrique encadrée par une cellule de garde assurant l’uniformité du champs des contraintes sur le sol. On détermine ainsi la pression exercée sur le sol en fonction du volume injecté. Cet essai permet un calcul rapide de la portance du sol et dans le cas de sol peu compressible la détermination des tassements. Cet essai permet aussi de déterminer le module d’élasticité du sol et son module de réaction. e- Données d’origine naturelle : Elles comprennent : -
les données climatiques : o Action du vent : 200 N/m2 frappant l’ouvrage (tablier et piles) dans le sens transversal. o Variations de température : une variation de température de ±10° à court terme et ±25° à long terme o Le retrait : une déformation relative de 4.10-4 o Le fluage (pour le béton précontraint) : une déformation relative de 3.10-4.
-
Les données sismiques : une valeur de l’accélération nominale (an) est donnée en fonction de la situation de l’ouvrage par rapport au zonage sismique. (AFPS92) f- Données d’intégration au site :
Il faut que l’ouvrage s’intègre le mieux possible dans son site d’accueil. Ces données portent sur : -
l’aspect architectural de l’ouvrage, nécessitant dans certain,s cas l’intervention d’architecte spécialisé dans les ouvrages d’art l’impact de l’ouvrage et les modifications qu’il peut entraîner sur l’environnement (nuisance, pollution, etc..) II.2 Contraintes fonctionnelles ou d’origine fonctionnelle
C’est l’ensemble des contraintes fixées par le maître d’ouvrage qui sont liées à : -
la voie portée l’obstacle franchi les actions d’origine fonctionnelle les équipements et accessoires
le recueil de ces données nécessite la consultation des organismes et administrations qui peuvent être concernés par la construction de l’ouvrage (NE, ONEP, PTT, ONCF, ADM, etc..).
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a- la voie portée Elle est définie par trois éléments : 1- Tracé en plan, Les ouvrages font partie du tracé routier, le choix de leurs emplacements en dépend par conséquent. Autrefois, pour des considérations techniques et économiques on projetait des ouvrages droits par rapport aux obstacles franchis. Mais avec le développement du trafic, il est devenu impératif d’assurer un meilleur confort et une meilleure sécurité des usagers de la route. Cette tendance a conduit, compte tenu du développement technique, à projeter des ouvrages biais ou courbes permettant des tracés droits ou courbes de très grands rayons. Le coût d’un itinéraire est le cumul du coût des tronçons de routes et du coût des ouvrages qui le composent. L’optimisation de l’itinéraire nécessite un travail conjoint entre les spécialistes du tracé et les spécialistes des ouvrages d’art pour optimiser le coût total du projet. Généralement, il est préférable de projeter des ouvrages à biais modéré ou à courbure constante dans le cas des ponts courbes. 2- Profil en travers En section courante hors ouvrage, il est fixé par les normes routières en fonction du type de la voie portée : - Pour les routes nationales : instruction sur les caractéristiques géométriques des routes en rase campagne. - Pour les autoroutes : ICTAAL instruction sur les conditions techniques d’aménagement des autoroutes de liaison. - Pour les voies rapides urbaines :ICTARVU instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies rapides urbaines. Ces profils en travers sont un peu modifiés sur les ouvrages. Il faut tenir compte de l’évolution prévisible du trafic et de l’élargissement possible de l’ouvrage.
Profil en travers dans le cas des routes nationales : Profil en travers type Largeur du trottoir LT: en fonction de la circulation piétonne minimum 1.00m en rase campagne et 1.50m pur un ouvrage urbain. Largeur de chaussée LC: en fonction de la catégorie de la voie (vitesse de référence), elle est augmentée d’une surlargeur Sl (7.00m en général, à l’exception des ouvrages rétablissant des pistes n,on revêtues 6.00m) Surlargeur Sl : est fonction de la vitesse de référence ( 0.50m sur ouvrage)
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Vr (Km/h) 120 100 80 60 40
Sl 0.75 0.50 0.25 0.25 0.20
La chaussée est en général constituée de deux versants avec une pente de 2.5% avec raccordement parabolique au milieu sur 1.00m Dans le cas de chaussée unidirectionnelle, elle est constituée d’un seul versant avec une pente de 2.5% Profil en travers avec glissière de sécurité Les surlargeurs sont plus importantes. Les autres éléments sont identiques.
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Vr (Km/h) 120 100 80 60 40
Sl 0.75 0.75 0.50 0.50 0.50
Profil en travers avec accotements constitués par des bandes d’arrêt d’urgence Si l’ouvrage est long (>30m), on peut adopter un profil réduit avec surlargeur comme indiqué précédemment. La réduction du profil dit être introduite de manière progressive à l’amont et à l’aval de l’ouvrage.
Le profil en travers de la route est conservé sur l’ouvrage si : - la longueur du pont ≤30m - la chaussée comporte des voies réservées aux cycles Dans ce cas : BAU =2.00, 2.25 ou 2.50m LT=min1.00m et Lc=7.00m Profil en travers dans le cas des ouvrages courbes La chaussée est déversée d’un seul côté et le dévers est fonction du rayon de courbure. Une surlargeur supplémentaire est à prévoir si R≤200m : S = 50 / R si R<200m Cette surlargeur sera introduite de préférence du côté intérieur du virage
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Profil en travers dans le cas des autoroutes : Profil en travers type La pente est de 2.5% La chaussée est composées de n voies, chaque voie a une largeur de 3.50m qui peut être ramenée à 3.00m en site urbain. Le terre plein central dans le profil en travers curant est de 2.50m à 3.50m. il peut être ramené à 1.50m si le profil est réduit en section courante. La bande dérasée de gauche est de 0.50m à 1.00m La bande d’arrêt d’urgence est de 2,50 à 3,50m et peut être réduite à 2,00m. Elle peut être remplacée par une BDD (Bande dérasée droite) d’une largeur conseillée comprise entre 1,00 et 2,00m (pour éviter que les usagers ne la prennent pour une BAU, exceptionnellement réduite à 50cm. Le passage de service s’il est prévu de 1m compte tenu du dispositif de sécurité. Lorsque la longueur de l’ouvrage est inférieure à 100m, le profil en travers sera conservé sur ouvrage. Généralement, BAU=2,00m et BDG=1m, elle peut être réduite en fonction du dispositif de sécurité. Pour un ouvrage de plus de 100m de longueur, on peut envisager : -
Soit deux tabliers comportant chacun en plus de la chaussée une BAU de 2m et une BDG de 0,75m soit un tabler unique comportant en plus des chaussées deux BAU de 2m et un TPC de 1,50m Soit n profil réduit comportant des chaussées de 2X7m, 2 BDD de 1m et un TPC de 1,50m 3- Profil en long
C’est celui de l’itinéraire. IL doit tenir compte du tirant d’air à dégager pour le franchissement d’un cours d’eau et du gabarit dans le cas du franchissement d’une voie de circulation. La pente ne doit pas dépasser 4% pour des raisons de sécurité. Le profil en long doit être étudié avec soin sur le plan esthétique. Le pont devra présenter un bombement. Les ouvrages plats, horizontaux ou formant une cuvette sont à proscrire pou éviter l’impression d’instabilité par effet optique et assurer un bon drainage du pont. b- Les charges routières Les ponts doivent être justifiés vis-à-vis des surcharges réglementaires définies par le fascicule 61 titre II
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Il faut prévoir dès le départ le type des convois militaires et des convois exceptionnels qui doivent emprunter l’itinéraire. Elles comprennent les systèmes suivants : (voir annexe IV) -
A(l) B Mc E et D c- Obstacle franchi 1- cas d’un obstacle naturel
Les contraintes sont celles des données naturelles du site. 2- Cas d’un obstacle routier Les données à définir sont l’ouverture t le gabarit. L’ouverture étant la distance à dégager entre nu d‘appuis, elle est liée au profil en travers de la voie franchie. Le gabarit est la distance à dégager entre l’intrados de l’ouvrage et la voie franchie. Il est de : - 5,10 pour les autoroutes et les routes nationales - 4,75 pour les voies supportant des convois militaires - 4,50m dans les autres cas 3- cas d’un obstacle ferroviaire Les données seront fournies par les services de l’ONCF. Ce dernier fixe les gabarits à respecter et impose des conditions très strictes su les appuis et leur mode d’exécution, ainsi que le mode de construction de l’ouvrage. Le gabarit, en général est de 4,8m pour une voie non électrifiée et 5,20 à 5,50 pour une voie électrifiée. d- Actions d’origine fonctionnelle Les actions d’origine fonctionnelle comprennent : - les chocs de véhicules contre es piles de ponts - les chocs de véhicules contre les dispositifs de sécurité - les sujétions à prendre en compte lors de la conception de l’ouvrage 1- les chocs de véhicules contre les piles de ponts Les piles de ponts doivent être justifiées vis-à-vis d’une charge horizontale appliquée à 1,50m du sol, pour un choc frontal une charge de 1000KN et pour un choc latéral une charge de 500KN. 2- Les chocs de véhicules contre les dispositifs de sécurité Définis par le fascicule 61 titre II. Ils seront détaillés dans le chapitre réservé aux équipements.
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3- les sujétions à prendre en compte lors de la conception de l’ouvrage Elles comprennent l’ensemble des contraintes qui peuvent conditionner la conception d’un ouvrage. Par exemple, la nécessité de conserver la circulation sur une voie franchie. e- les équipements et accessoires C’est l’ensemble des éléments constituants la superstructure et équipements du tablier dont il est nécessaire de déterminer la nature, le pois et le mode de fixation, sans oublier les réseaux et canalisations à supporter par le pont.
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